JPH05211796A - Method and device for driving brushless dc motor - Google Patents

Method and device for driving brushless dc motor

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JPH05211796A
JPH05211796A JP4015577A JP1557792A JPH05211796A JP H05211796 A JPH05211796 A JP H05211796A JP 4015577 A JP4015577 A JP 4015577A JP 1557792 A JP1557792 A JP 1557792A JP H05211796 A JPH05211796 A JP H05211796A
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和伸 大山
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昭雄 山際
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Abstract

PURPOSE:To improve the efficiency of a brushless DC motor and at, the same time, to drive the motor at a high speed by controlling the output current or voltage of an inverter so that the phase of the armature current of the brushless DC motor can lead that of an induced voltage. CONSTITUTION:A controller obtains a DC voltage by supplying AC power 1 to a converter 2 or a three-phase AC voltage by supplying the power 1 to an inverter 3 and applies the DC or AC voltage across the armature winding of a brushless DC motor 4. When an inverter control section 6 supplies a prescribed control signal to the inverter 3, a rotor can be rotated, since the inverter 3 supplies a prescribed AC current to the armature winding of the motor 4 in response to the control signal. When the AC current is supplied to the armature winding from the inverter 3, the operating range of the motor 4 can be expanded to a high-speed rotating region and the efficiency and rotating speed of the motor 4 can be improved, since the armature current supplied to the armature winding is set so that its phase can lead that of the induced voltage of the motor 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はブラシレスＤＣモータ
制御方法およびその装置に関し、さらに詳細にいえば、
回転子鉄心に永久磁石を設けてなる回転子と電機子鉄心
に三相巻線を設けてなる電機子とを有するブラシレスＤ
Ｃモータを制御するための方法およびその装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless DC motor control method and apparatus, and more specifically,
Brushless D having a rotor having a rotor core provided with permanent magnets and an armature having an armature core provided with three-phase windings
A method and apparatus for controlling a C motor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来から圧縮機駆動用のモータとして、
商用周波数の交流電圧で駆動できること、および全体と
して堅牢さを簡単に達成できること、インバータを用い
てモータに印加する電源の周波数および電圧を同時に変
化させることにより回転数を変化できること等の利点に
着目して、一般的に誘導モータが採用されているが、誘
導モータはその構成上、二次入力に対する機械出力の割
合が（１−ｓ）になることが知られており、余り高効率
の運転を行なうことができない。ここでｓはすべりであ
り、二次側（回転子）に電流が流れることに起因する損
失である二次銅損の割合を示す。2. Description of the Related Art Conventionally, as a motor for driving a compressor,
Focusing on advantages such as being able to drive with an AC voltage of commercial frequency, being able to easily achieve overall robustness, and being able to change the rotation speed by simultaneously changing the frequency and voltage of the power supply applied to the motor using an inverter. In general, an induction motor is adopted, but it is known that the ratio of the mechanical output to the secondary input is (1-s) because of the configuration of the induction motor. I can't do it. Here, s is a slip and indicates a ratio of secondary copper loss, which is a loss caused by a current flowing to the secondary side (rotor).

【０００３】ところで、近年に至って、誘導モータより
も高効率のモータを用いて圧縮機を駆動することが強く
要望されるようになってきており、また、保磁力が大き
くかつ安価なフェライト磁石さらには希土類磁石が提供
されるようになってきたことから、上記要望を満足する
ために、回転子鉄心に永久磁石を設けてなる回転子と電
機子鉄心に三相巻線を設けてなる電機子とを有するブラ
シレスＤＣモータを採用し、インバータによりブラシレ
スＤＣモータに印加する電源の周波数および電圧を制御
して可変速運転を達成する試みが行なわれている。即
ち、ブラシレスＤＣモータは誘導モータと異なり、回転
子が巻線を有しておらず、回転子側に電流が流れないの
で、二次銅損が０になり、二次銅損が０になる分だけ高
効率化が達成できる。By the way, in recent years, it has been strongly demanded to drive a compressor by using a motor having a higher efficiency than that of an induction motor, and a ferrite magnet which has a large coercive force and is inexpensive is further required. Since rare earth magnets have come to be provided, in order to satisfy the above-mentioned demands, an armature provided with a permanent magnet in the rotor core and an armature provided with three-phase windings in the armature core. Attempts have been made to achieve variable speed operation by adopting a brushless DC motor having the following, and controlling the frequency and voltage of the power supply applied to the brushless DC motor by an inverter. That is, unlike the induction motor, the brushless DC motor does not have a winding in the rotor and no current flows to the rotor side, so that the secondary copper loss becomes 0 and the secondary copper loss becomes 0. Higher efficiency can be achieved.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のブラシレスＤＣ
モータ制御方法を採用した場合には、ブラシレスＤＣモ
ータの特性上、誘起電圧がインバータの最大出力電圧に
近づく高速回転領域において出力が急激に低下するので
圧縮機を運転できなくなってしまう。特に、空気調和機
の圧縮機を駆動する場合には、高効率化のみならず、速
暖性・最大能力等も強く要望されるのであるから、ブラ
シレスＤＣモータの高速回転領域で圧縮機を駆動しなけ
ればならない。The above-mentioned brushless DC
When the motor control method is adopted, the output of the brushless DC motor is drastically reduced in a high-speed rotation region where the induced voltage approaches the maximum output voltage of the inverter, so that the compressor cannot be operated. In particular, when driving a compressor of an air conditioner, not only high efficiency but also fast warming and maximum capacity are strongly demanded. Therefore, the compressor is driven in the high speed rotation range of the brushless DC motor. Must.

【０００５】したがって、これらの点を考慮すれば、ブ
ラシレスＤＣモータの誘起電圧を低く設定しなければな
らないことになり、誘起電圧を低く設定すれば、ブラシ
レスＤＣモータの電流が増加し、定格点での効率が低下
してしまうという不都合がある。さらに詳細に説明する
と、回転子鉄心の周縁に永久磁石を貼り付けてなる回転
子を有するブラシレスＤＣモータの特性は図２２に示す
とおりであり、縦軸がモータの誘起電圧および出力であ
り、横軸がモータの回転数である。また、空気調和機の
圧縮機を駆動する場合を考慮して暖房定格および冷房定
格を示している。Therefore, in consideration of these points, the induced voltage of the brushless DC motor must be set low, and if the induced voltage is set low, the current of the brushless DC motor increases and the rated voltage becomes low. There is a disadvantage that the efficiency of is reduced. More specifically, the characteristics of a brushless DC motor having a rotor in which permanent magnets are attached to the periphery of a rotor iron core are as shown in FIG. 22, where the vertical axis represents the induced voltage and output of the motor, and the horizontal The axis is the motor speed. The heating rating and the cooling rating are shown in consideration of the case of driving the compressor of the air conditioner.

【０００６】図２２から明らかなように、モータの誘起
電圧は回転数に比例して増加するが、モータの出力は、
モータの誘起電圧がインバータの最大電圧と等しくなる
回転数（以下、最高回転数と称する）に近づくまでは回
転数にほぼ比例して増加し、それ以後は急激に減少す
る。したがって、暖房定格を、モータ出力が減少しはじ
める回転数よりも低い回転数に設定しなければならな
い。しかし、ブラシレスＤＣモータは最高回転数までし
か運転できないのであるから、インバータ制御による一
時的な高速運転を行なうことができず、運転範囲が狭く
なってしまう。このような不都合を解消するために図２
３に示すように最高回転数を高く設定すると、図２２の
特性と比較して同じ回転数におけるモータの誘起電圧が
低くなり、効率が悪くなるという不都合がある。図２４
は回転数の変動に対応するモータの効率を示す図であ
り、最高回転数を高く設定して運転範囲を拡大した場合
に効率が低下することが分る。As is apparent from FIG. 22, the induced voltage of the motor increases in proportion to the rotation speed, but the output of the motor is
The induced voltage of the motor increases almost in proportion to the rotational speed until it approaches the rotational speed at which the voltage becomes equal to the maximum voltage of the inverter (hereinafter referred to as the maximum rotational speed), and then rapidly decreases thereafter. Therefore, the heating rating must be set to a rotation speed lower than the rotation speed at which the motor output starts to decrease. However, since the brushless DC motor can operate only up to the maximum number of revolutions, it cannot perform a temporary high-speed operation under inverter control, and the operating range becomes narrow. In order to eliminate such inconvenience, FIG.
If the maximum rotation speed is set to be high as shown in FIG. 3, there is a disadvantage that the induced voltage of the motor at the same rotation speed is lower than that of the characteristic of FIG. 22 and the efficiency is deteriorated. Figure 24
FIG. 3 is a diagram showing the efficiency of the motor corresponding to the fluctuation of the rotation speed, and it can be seen that the efficiency decreases when the maximum rotation speed is set high and the operating range is expanded.

【０００７】尚、以上にはブラシレスＤＣモータを用い
て圧縮機を駆動する場合について説明したが、他の用途
にブラシレスＤＣモータを用いる場合にも同様の不都合
が生じる。In the above, the case where the compressor is driven by using the brushless DC motor has been described, but the same disadvantage occurs when the brushless DC motor is used for other purposes.

【０００８】[0008]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、ブラシレスＤＣモータの高効率化を達成
するとともに、高速回転を達成できるブラシレスＤＣモ
ータ制御方法およびその装置を提供することを目的とし
ている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a brushless DC motor control method and apparatus capable of achieving high efficiency and high speed rotation of the brushless DC motor. It is an object.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１のブラシレスＤＣモータ制御方法は、ブ
ラシレスＤＣモータの電機子電流の位相を誘起電圧より
も進ませるべくインバータの出力電流あるいは電圧を制
御する方法である。請求項２のブラシレスＤＣモータ制
御方法は、回転子鉄心に永久磁石を埋込んでなる回転子
を有するブラシレスＤＣモータを用いる方法である。In order to achieve the above object, a brushless DC motor control method according to a first aspect of the present invention provides an inverter output current for advancing the phase of the armature current of the brushless DC motor beyond the induced voltage. Alternatively, it is a method of controlling the voltage. The brushless DC motor control method according to claim 2 is a method of using a brushless DC motor having a rotor in which a permanent magnet is embedded in a rotor core.

【００１０】請求項３のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、ブラシレスＤＣモータにより圧縮機を駆動する方法
である。請求項４のブラシレスＤＣモータ制御装置は、
ブラシレスＤＣモータの電機子電流の位相を誘起電圧よ
りも進ませるべくインバータの出力電流あるいは電圧を
制御するインバータ制御手段を含んでいる。A brushless DC motor control method according to a third aspect is a method of driving a compressor by a brushless DC motor. The brushless DC motor control device according to claim 4,
It includes inverter control means for controlling the output current or voltage of the inverter so as to advance the phase of the armature current of the brushless DC motor beyond the induced voltage.

【００１１】請求項５のブラシレスＤＣモータ制御装置
は、インバータ制御手段として、ブラシレスＤＣモータ
の回転子の回転位置および回転速度を検出する回転子位
置・速度検出手段と、ブラシレスＤＣモータの回転速度
に対応する進み位相角を出力する進み位相角保持手段
と、ブラシレスＤＣモータに対する回転速度指令に基づ
いて定まる電圧指令および出力された進み位相角を入力
としてインバータに供給すべきスイッチング指令を出力
するスイッチング指令出力手段とを含んでいるものを用
いている。According to another aspect of the brushless DC motor control device of the present invention, the inverter position control means includes a rotor position / speed detection means for detecting a rotation position and a rotation speed of a rotor of the brushless DC motor and a rotation speed of the brushless DC motor. Leading phase angle holding means for outputting a corresponding leading phase angle, and a switching command for outputting a voltage command determined based on a rotation speed command for the brushless DC motor and a switching command to be supplied to the inverter using the outputted leading phase angle as an input. The output means is included.

【００１２】請求項６のブラシレスＤＣモータ駆動装置
は、インバータ制御手段として、ブラシレスＤＣモータ
の回転子の回転位置および回転速度を検出する回転子位
置・速度検出手段と、ブラシレスＤＣモータの回転速度
に対応する進み位相角を出力する進み位相角保持手段
と、回転速度指令に対する実際の回転速度の偏差に基づ
いて、出力された進み位相角を補正する進み位相角補正
手段と、補正された進み位相角が所定の進み位相角を越
えないように制限する進み位相角制限手段と、ブラシレ
スＤＣモータに対する回転速度指令に基づいて定まる電
圧指令および補正され、かつ必要に応じて制限された進
み位相角を入力としてインバータに供給すべきスイッチ
ング指令を出力するスイッチング指令出力手段とを含ん
でいるものを用いている。According to another aspect of the brushless DC motor drive device of the present invention, the inverter position control means includes a rotor position / speed detecting means for detecting a rotating position and a rotating speed of a rotor of the brushless DC motor and a rotating speed of the brushless DC motor. A lead phase angle holding unit that outputs a corresponding lead phase angle, a lead phase angle correction unit that corrects the output lead phase angle based on the deviation of the actual rotation speed from the rotation speed command, and a corrected lead phase. Lead angle limiting means for limiting the angle so as not to exceed a predetermined lead phase angle, a voltage command determined based on a rotation speed command for the brushless DC motor, and a corrected lead phase angle limited as necessary. Using what includes a switching command output means for outputting the switching command to be supplied to the inverter as an input That.

【００１３】請求項７のブラシレスＤＣモータ駆動装置
は、コンバータの通電電流に基づいて電流垂下の要否を
判別する電流垂下要否判別手段をさらに含んでいるとと
もに、進み位相角補正手段として、回転速度指令に対す
る実際の回転速度の偏差および電流垂下要否判別結果に
基づいて、出力された進み位相角を補正するものを用い
ている。A brushless DC motor drive device according to a seventh aspect of the present invention further includes a current drooping necessity judging means for judging whether or not the current drooping is necessary based on the current supplied to the converter, and the rotation is provided as a lead phase angle correcting means. It is used to correct the output lead phase angle based on the deviation of the actual rotation speed from the speed command and the current drooping necessity determination result.

【００１４】請求項８のブラシレスＤＣモータ駆動装置
は、コンバータの通電電流に基づいて電流垂下の要否を
判別して回転速度指令を補正する回転速度指令補正手段
をさらに含んでいるとともに、進み位相角補正手段とし
て、回転速度指令に対する実際の回転速度の偏差および
コンバータの通電電流に基づいて、出力された進み位相
角を補正するものを用いている。The brushless DC motor drive device according to the present invention further includes a rotation speed command correction means for correcting the rotation speed command by determining whether or not the current droops based on the current supplied to the converter, and the advance phase is provided. As the angle correction means, one that corrects the output lead phase angle based on the deviation of the actual rotation speed from the rotation speed command and the energized current of the converter is used.

【００１５】請求項９のブラシレスＤＣモータ駆動装置
は、インバータ制御手段として、回転速度指令に対応す
る進み位相角を出力する進み位相角保持手段と、回転速
度指令に基づいて定まる電圧指令および出力された進み
位相角を入力としてインバータに供給すべきスイッチン
グ指令を出力するスイッチング指令出力手段とを含むも
のを用いている。According to another aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor driving device, which includes, as inverter control means, a lead phase angle holding means for outputting a lead phase angle corresponding to a rotation speed command, and a voltage command and an output determined based on the rotation speed command. And a switching command output means for outputting a switching command to be supplied to the inverter by using the advanced phase angle as an input.

【００１６】請求項１０のブラシレスＤＣモータ駆動装
置は、インバータ制御手段として、回転速度指令に対応
する進み位相角を出力する進み位相角保持手段と、回転
速度指令に対するインバータの出力周波数に基づいて定
まる回転速度の偏差に基づいて、出力された進み位相角
を補正する進み位相角補正手段と、補正された進み位相
角が所定の進み位相角を越えないように制限する進み位
相角制限手段と、回転速度指令および補正され、かつ必
要に応じて制限された進み位相角を入力としてインバー
タに供給すべきスイッチング指令を出力するスイッチン
グ指令出力手段とを含むものを用いている。In the brushless DC motor drive device according to a tenth aspect of the present invention, the inverter control means is determined based on the lead phase angle holding means for outputting the lead phase angle corresponding to the rotation speed command and the output frequency of the inverter with respect to the rotation speed command. A lead phase angle correction means for correcting the output lead phase angle based on the deviation of the rotational speed, and a lead phase angle limiting means for limiting the corrected lead phase angle so as not to exceed a predetermined lead phase angle, A rotation speed command and a switching command output means for outputting a switching command to be supplied to the inverter by using the advanced phase angle corrected and, if necessary, limited as an input, are used.

【００１７】請求項１１のブラシレスＤＣモータ駆動装
置は、コンバータの通電電流に基づいて電流垂下の要否
を判別する電流垂下要否判別手段をさらに含んでいると
ともに、進み位相角補正手段として、回転速度指令に対
するインバータの出力周波数に基づいて定まる回転速度
の偏差および電流垂下要否判別結果に基づいて、出力さ
れた進み位相角を補正するものを用いている。A brushless DC motor drive device according to an eleventh aspect of the present invention further includes a current drooping necessity determining means for determining whether or not the current drooping is necessary based on the current supplied to the converter, and the rotation as the advance phase angle correcting means. It is used to correct the output lead phase angle based on the deviation of the rotation speed determined based on the output frequency of the inverter with respect to the speed command and the current drooping necessity determination result.

【００１８】請求項１２のブラシレスＤＣモータ駆動装
置は、コンバータの通電電流に基づいて電流垂下の要否
を判別して回転速度指令を補正する回転速度指令補正手
段をさらに含んでいるとともに、進み位相角補正手段と
して、回転速度指令に対するインバータの出力周波数に
基づいて定まる回転速度の偏差およびコンバータの通電
電流に基づいて、出力された進み位相角を補正するもの
を用いている。A brushless DC motor drive device according to a twelfth aspect of the present invention further includes rotation speed command correction means for correcting the rotation speed command by determining whether or not current drooping is necessary based on the current supplied to the converter, and the advance phase is provided. As the angle correction unit, a unit for correcting the output lead phase angle based on the deviation of the rotation speed determined based on the output frequency of the inverter with respect to the rotation speed command and the energized current of the converter is used.

【００１９】請求項１３のブラシレスＤＣモータ制御装
置は、ブラシレスＤＣモータとして、回転子鉄心に永久
磁石を埋込んでなる回転子を有するものを用いている。In the brushless DC motor control device according to a thirteenth aspect, as the brushless DC motor, a brushless DC motor having a rotor in which a permanent magnet is embedded in a rotor iron core is used.

【００２０】[0020]

【作用】請求項１のブラシレスＤＣモータ制御方法であ
れば、回転子鉄心に永久磁石を設けてなる回転子と電機
子鉄心に三相巻線を設けてなる電機子とを有するブラシ
レスＤＣモータの前記三相巻線に供給する三相交流電流
をインバータにより制御する場合に、ブラシレスＤＣモ
ータの電機子電流の位相を誘起電圧よりも進ませるべく
インバータの出力電流あるいは電圧を制御するのである
から、誘起電圧を低減でき、この結果、高速回転を達成
できる。According to the brushless DC motor control method of the present invention, there is provided a brushless DC motor having a rotor having a rotor core provided with permanent magnets and an armature having an armature core provided with three-phase windings. When the three-phase alternating current supplied to the three-phase winding is controlled by the inverter, the output current or voltage of the inverter is controlled so as to advance the phase of the armature current of the brushless DC motor beyond the induced voltage. The induced voltage can be reduced, and as a result, high speed rotation can be achieved.

【００２１】請求項２のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、ブラシレスＤＣモータが、回転子鉄心に永久
磁石を埋込んでなる回転子を有するものであるから、誘
起電圧を大巾に低減でき、この結果、より高速の回転を
達成できる。請求項３のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、ブラシレスＤＣモータが圧縮機を駆動するも
のであるから、定格回転数を従来の制御による最高回転
数の６０％以上にでき、圧縮機駆動の高効率化を達成で
きる。According to the brushless DC motor control method of the second aspect, since the brushless DC motor has the rotor in which the permanent magnet is embedded in the rotor core, the induced voltage can be greatly reduced. As a result, higher speed rotation can be achieved. According to the brushless DC motor control method of claim 3, since the brushless DC motor drives the compressor, the rated rotation speed can be set to 60% or more of the maximum rotation speed under the conventional control, and the high driving speed of the compressor. Efficiency can be achieved.

【００２２】請求項４のブラシレスＤＣモータ制御装置
であれば、回転子鉄心に永久磁石を設けてなる回転子と
電機子鉄心に三相巻線を設けてなる電機子とを有するブ
ラシレスＤＣモータの前記三相巻線に供給する三相交流
電流をインバータにより制御する場合に、ブラシレスＤ
Ｃモータの電機子電流の位相を誘起電圧よりも進ませる
べくインバータ制御手段によりインバータの出力電流あ
るいは電圧を制御するのであるから、誘起電圧を低減で
き、この結果、高速回転を達成できる。According to another aspect of the brushless DC motor control device of the present invention, there is provided a brushless DC motor having a rotor having a rotor core provided with permanent magnets and an armature having an armature core provided with three-phase windings. When controlling the three-phase alternating current supplied to the three-phase winding by an inverter, the brushless D
Since the inverter control means controls the output current or voltage of the inverter in order to advance the phase of the armature current of the C motor beyond the induced voltage, the induced voltage can be reduced, and as a result, high-speed rotation can be achieved.

【００２３】請求項５のブラシレスＤＣモータ制御装置
であれば、インバータ制御手段として、ブラシレスＤＣ
モータの回転子の回転位置および回転速度を検出する回
転子位置・速度検出手段と、ブラシレスＤＣモータの回
転速度に対応する進み位相角を出力する進み位相角保持
手段と、ブラシレスＤＣモータに対する回転速度指令に
基づいて定まる電圧指令および出力された進み位相角を
入力としてインバータに供給すべきスイッチング指令を
出力するスイッチング指令出力手段とを含んでいるもの
を用いているので、ブラシレスＤＣモータの回転速度に
対応して予め定められている進み位相角を進み位相角保
持手段から出力し、出力された進み位相角をも考慮して
スイッチング指令出力手段からスイッチング指令を出力
してインバータに供給することにより、ブラシレスＤＣ
モータの電機子電流の位相を誘起電圧よりも進ませて誘
起電圧を低減でき、この結果、高速回転を達成できる。According to another aspect of the brushless DC motor control device of the present invention, the brushless DC motor is used as the inverter control means.
Rotor position / speed detection means for detecting the rotation position and rotation speed of the rotor of the motor, lead phase angle holding means for outputting a lead phase angle corresponding to the rotation speed of the brushless DC motor, and rotation speed for the brushless DC motor. Since the voltage command determined based on the command and the switching command output means for outputting the switching command to be supplied to the inverter by using the output lead phase angle as an input are used, the rotation speed of the brushless DC motor is reduced. Correspondingly, a predetermined advance phase angle is output from the advance phase angle holding means, and a switching command is output from the switching command output means in consideration of the output advance phase angle as well, and is supplied to the inverter. Brushless DC
The induced voltage can be reduced by advancing the phase of the armature current of the motor beyond the induced voltage, and as a result, high speed rotation can be achieved.

【００２４】請求項６のブラシレスＤＣモータ駆動装置
であれば、インバータ制御手段として、ブラシレスＤＣ
モータの回転子の回転位置および回転速度を検出する回
転子位置・速度検出手段と、ブラシレスＤＣモータの回
転速度に対応する進み位相角を出力する進み位相角保持
手段と、回転速度指令に対する実際の回転速度の偏差に
基づいて、出力された進み位相角を補正する進み位相角
補正手段と、補正された進み位相角が所定の進み位相角
を越えないように制限する進み位相角制限手段と、ブラ
シレスＤＣモータに対する回転速度指令に基づいて定ま
る電圧指令および補正され、かつ必要に応じて制限され
た進み位相角を入力としてインバータに供給すべきスイ
ッチング指令を出力するスイッチング指令出力手段とを
含んでいるものを用いているのであるから、ブラシレス
ＤＣモータの回転速度に対応して予め定められている進
み位相角を進み位相角保持手段から出力するだけでなく
回転速度の偏差が正の状態か否かをも考慮して進み位相
角補正手段により進み位相角を補正し、しかも補正され
た進み位相角が所定の進み位相角を越えないように、必
要に応じて進み位相角制限手段により進み位相角を制限
して、補正されかつ必要に応じて制限された進み位相角
をも考慮してスイッチング指令出力手段からスイッチン
グ指令を出力してインバータに供給することにより、ブ
ラシレスＤＣモータの電機子電流の位相を誘起電圧より
も進ませて誘起電圧を低減でき、この結果、高速回転を
達成できる。以上の説明から明らかなように、進み位相
角保持手段に保持されている進み位相角が正確でない場
合であっても、進み位相角補正手段により、正確な進み
位相角となるように補正するので、ブラシレスＤＣモー
タの電機子電流の位相を確実に誘起電圧よりも進ませて
誘起電圧を低減でき、この結果、高速回転を達成でき
る。According to the brushless DC motor driving device of the sixth aspect, the brushless DC is used as the inverter control means.
Rotor position / speed detection means for detecting the rotation position and rotation speed of the rotor of the motor, lead phase angle holding means for outputting a lead phase angle corresponding to the rotation speed of the brushless DC motor, and an actual rotation speed command A lead phase angle correction means for correcting the output lead phase angle based on the deviation of the rotational speed, and a lead phase angle limiting means for limiting the corrected lead phase angle so as not to exceed a predetermined lead phase angle, And a switching command output means for outputting a switching command to be supplied to the inverter by inputting a voltage command determined based on a rotation speed command for the brushless DC motor and corrected, and if necessary, a lead phase angle limited. Since it uses a lead phase angle, the lead phase angle is set in advance according to the rotation speed of the brushless DC motor. The lead phase angle correction means corrects the lead phase angle in consideration of whether or not the deviation of the rotation speed is positive, in addition to the output from the angle holding means, and the corrected lead phase angle is a predetermined lead phase. If necessary, the advance phase angle limiting means limits the advance phase angle so as not to exceed the angle, and the switching command output means outputs the switching command in consideration of the corrected and, if necessary, the limited advance phase angle. Is output and supplied to the inverter, the phase of the armature current of the brushless DC motor can be advanced from the induced voltage to reduce the induced voltage, and as a result, high-speed rotation can be achieved. As is clear from the above description, even when the lead phase angle held in the lead phase angle holding means is not accurate, the lead phase angle correction means corrects the lead phase angle so that the lead phase angle becomes accurate. As a result, the phase of the armature current of the brushless DC motor can be certainly advanced beyond the induced voltage to reduce the induced voltage, and as a result, high speed rotation can be achieved.

【００２５】請求項７のブラシレスＤＣモータ駆動装置
であれば、コンバータの通電電流に基づいて電流垂下の
要否を判別する電流垂下要否判別手段をさらに含んでい
るとともに、進み位相角補正手段として、回転速度指令
に対する実際の回転速度の偏差および電流垂下要否判別
結果に基づいて、出力された進み位相角を補正するもの
を用いているので、電流垂下要否判別手段により電流垂
下が不要であると判別された場合には請求項６と同様の
作用を達成でき、逆に、電流垂下が必要であると判別さ
れた場合には進み位相角補正手段により進み位相角が小
さくなるように補正を行なうので、電流垂下を高速に、
かつ高精度に達成できる。In the brushless DC motor drive device according to the present invention, the current drooping necessity judging means for judging the necessity of the current drooping on the basis of the current supplied to the converter is further included, and the lead phase angle correcting means is provided. The current drooping necessity determination means eliminates the need for current drooping because the output lead angle is corrected based on the deviation of the actual rotation speed from the rotation speed command and the current drooping necessity determination result. If it is determined that there is, the same operation as in claim 6 can be achieved, and conversely, if it is determined that the current droop is necessary, the lead phase angle correction means corrects the lead phase angle to be small. Therefore, the current droop at high speed,
And it can be achieved with high accuracy.

【００２６】請求項８のブラシレスＤＣモータ駆動装置
であれば、コンバータの通電電流に基づいて電流垂下の
要否を判別して回転速度指令を補正する回転速度指令補
正手段をさらに含んでいるとともに、進み位相角補正手
段として、回転速度指令に対する実際の回転速度の偏差
およびコンバータの通電電流に基づいて、出力された進
み位相角を補正するものを用いているので、電流垂下が
必要であることを示す判別結果に基づいて回転速度指令
補正手段により回転速度指令を低下させるべく補正する
ことができるとともに、請求項６の作用に加えてコンバ
ータ通電電流に基づいて進み位相角の補正をも行なうの
でコンバータ通電電流を最小とすべくインバータ制御を
行ない、一層高効率のブラシレスＤＣモータの駆動を達
成できる。According to the brushless DC motor driving device of the present invention, the brushless DC motor driving device further includes a rotation speed command correction means for judging whether or not the current droop is necessary based on the current supplied to the converter and correcting the rotation speed command. As the lead phase angle correction means, a means for correcting the output lead phase angle based on the deviation of the actual rotation speed from the rotation speed command and the energized current of the converter is used. Based on the determination result shown, the rotation speed command correcting means can correct the rotation speed command so as to lower it, and in addition to the effect of claim 6, the advance phase angle is also corrected based on the converter energization current, so the converter Inverter control is performed to minimize the energizing current, and it is possible to drive the brushless DC motor with higher efficiency.

【００２７】請求項９のブラシレスＤＣモータ制御装置
であれば、インバータ制御手段として、回転速度指令に
対応する進み位相角を出力する進み位相角保持手段と、
回転速度指令に基づいて定まる電圧指令および出力され
た進み位相角を入力としてインバータに供給すべきスイ
ッチング指令を出力するスイッチング指令出力手段とを
含むものを用いているのであるから、回転速度指令に対
応して予め定められている進み位相角を進み位相角保持
手段から出力し、出力された進み位相角をも考慮してス
イッチング指令出力手段からスイッチング指令を出力し
てインバータに供給することにより、ブラシレスＤＣモ
ータの電機子電流の位相を誘起電圧よりも進ませて誘起
電圧を低減でき、この結果、高速回転を達成できる。ま
た、回転子の回転位置および回転速度を検出する機構、
電気回路等を不要にできるので、構成を簡素化できる。According to the brushless DC motor control device of the ninth aspect, as the inverter control means, a lead phase angle holding means for outputting a lead phase angle corresponding to the rotation speed command,
Since it uses a voltage command determined based on the rotation speed command and a switching command output unit that outputs the switching command to be supplied to the inverter by using the output lead phase angle as an input, it corresponds to the rotation speed command. Then, a predetermined advance phase angle is output from the advance phase angle holding means, and a switching command is output from the switching command output means in consideration of the output advance phase angle and supplied to the inverter. The induced voltage can be reduced by advancing the phase of the armature current of the DC motor beyond the induced voltage, and as a result, high speed rotation can be achieved. Also, a mechanism for detecting the rotation position and rotation speed of the rotor,
Since the electric circuit and the like can be eliminated, the structure can be simplified.

【００２８】請求項１０のブラシレスＤＣモータ駆動装
置であれば、インバータ制御手段として、回転速度指令
に対応する進み位相角を出力する進み位相角保持手段
と、回転速度指令に対するインバータの出力周波数に基
づいて定まる回転速度の偏差に基づいて、出力された進
み位相角を補正する進み位相角補正手段と、補正された
進み位相角が所定の進み位相角を越えないように制限す
る進み位相角制限手段と、回転速度指令および補正さ
れ、かつ必要に応じて制限された進み位相角を入力とし
てインバータに供給すべきスイッチング指令を出力する
スイッチング指令出力手段とを含むものを用いているの
であるから、回転速度指令に対応して予め定められてい
る進み位相角を進み位相角保持手段から出力するだけで
なく回転速度の偏差が正の状態か否かをも考慮して進み
位相角補正手段により進み位相角を補正し、しかも補正
された進み位相角が所定の進み位相角を越えないよう
に、必要に応じて進み位相角制限手段により進み位相角
を制限して、補正されかつ必要に応じて制限された進み
位相角をも考慮してスイッチング指令出力手段からスイ
ッチング指令を出力してインバータに供給することによ
り、ブラシレスＤＣモータの電機子電流の位相を誘起電
圧よりも進ませて誘起電圧を低減でき、この結果、高速
回転を達成できる。以上の説明から明らかなように、進
み位相角保持手段に保持されている進み位相角が正確で
ない場合であっても、進み位相角補正手段により、正確
な進み位相角となるように補正するので、ブラシレスＤ
Ｃモータの電機子電流の位相を確実に誘起電圧よりも進
ませて誘起電圧を低減でき、この結果、高速回転を達成
できる。また、回転子の回転位置および回転速度を検出
する機構、電気回路等を不要にできるので、構成を簡素
化できる。In the brushless DC motor drive device according to the tenth aspect, the inverter control means is based on the lead phase angle holding means for outputting the lead phase angle corresponding to the rotation speed command and the output frequency of the inverter with respect to the rotation speed command. Based on the deviation of the rotational speed determined by the lead phase angle correction means for correcting the output lead phase angle, and the lead phase angle limiting means for limiting the corrected lead phase angle so as not to exceed a predetermined lead phase angle. And a rotation speed command and a switching command output means for outputting a switching command to be supplied to the inverter using the advanced phase angle that is corrected and, if necessary, limited as an input, the rotation command is output. Not only is the lead phase angle determined in advance corresponding to the speed command output from the lead phase angle holding means, but the deviation of the rotation speed Whether or not the lead phase angle is corrected by the lead phase angle correction means, and the lead phase angle is limited as necessary so that the corrected lead phase angle does not exceed a predetermined lead phase angle. Of the brushless DC motor by outputting the switching command from the switching command output device by limiting the lead phase angle by the means, and also considering the corrected and adjusted lead phase angle if necessary. The induced voltage can be reduced by advancing the phase of the armature current beyond the induced voltage, and as a result, high speed rotation can be achieved. As is clear from the above description, even when the lead phase angle held in the lead phase angle holding means is not accurate, the lead phase angle correction means corrects the lead phase angle so that the lead phase angle becomes accurate. , Brushless D
The phase of the armature current of the C motor can be certainly advanced beyond the induced voltage to reduce the induced voltage, and as a result, high speed rotation can be achieved. Moreover, since a mechanism for detecting the rotation position and the rotation speed of the rotor, an electric circuit, and the like can be eliminated, the configuration can be simplified.

【００２９】請求項１１のブラシレスＤＣモータ駆動装
置であれば、コンバータの通電電流に基づいて電流垂下
の要否を判別する電流垂下要否判別手段をさらに含んで
いるとともに、進み位相角補正手段として、回転速度指
令に対するインバータの出力周波数に基づいて定まる回
転速度の偏差および電流垂下要否判別結果に基づいて、
出力された進み位相角を補正するものを用いているの
で、電流垂下要否判別手段により電流垂下が不要である
と判別された場合には請求項１０と同様の作用を達成で
き、逆に、電流垂下が必要であると判別された場合には
進み位相角補正手段により進み位相角が小さくなるよう
に補正を行なうので、電流垂下を高速に、かつ高精度に
達成できる。According to the brushless DC motor drive device of the eleventh aspect of the present invention, the brushless DC motor drive device further includes a current drooping necessity judging means for judging whether or not the current drooping is necessary based on the current supplied to the converter, and as a lead phase angle correcting means. , Based on the deviation of the rotation speed determined based on the output frequency of the inverter with respect to the rotation speed command and the current drooping necessity determination result,
Since the one that corrects the output lead phase angle is used, when the current drooping necessity determining means determines that the current drooping is unnecessary, the same operation as in claim 10 can be achieved, and conversely, When it is determined that the current droop is necessary, the lead phase angle correction means corrects the lead phase angle so that the lead phase angle becomes small, so that the current droop can be achieved at high speed and with high accuracy.

【００３０】請求項１２のブラシレスＤＣモータ駆動装
置であれば、コンバータの通電電流に基づいて電流垂下
の要否を判別して回転速度指令を補正する回転速度指令
補正手段をさらに含んでいるとともに、進み位相角補正
手段として、回転速度指令に対するインバータの出力周
波数に基づいて定まる回転速度の偏差およびコンバータ
の通電電流に基づいて、出力された進み位相角を補正す
るものを用いているので、電流垂下が必要であることを
示す判別結果に基づいて回転速度指令補正手段により回
転速度指令を低下させるべく補正することができるとと
もに、請求項１０の作用に加えてコンバータ通電電流に
基づいて進み位相角の補正をも行なうのでコンバータ通
電電流を最小とすべくインバータ制御を行ない、一層高
効率のブラシレスＤＣモータの駆動を達成できる。In the brushless DC motor drive device according to the twelfth aspect of the present invention, the brushless DC motor drive device further includes a rotation speed command correction means for correcting the rotation speed command by determining whether or not the current droops based on the current supplied to the converter. As the lead phase angle correction means, one that corrects the output lead phase angle based on the deviation of the rotation speed determined based on the output frequency of the inverter with respect to the rotation speed command and the energized current of the converter is used. The rotation speed command correcting means can correct the rotation speed command so as to decrease the rotation speed command on the basis of the determination result indicating that is required. Since correction is also performed, inverter control is performed to minimize converter energizing current, and brush efficiency is even higher. The drive of the C motor can be achieved.

【００３１】請求項１３のブラシレスＤＣモータ制御装
置であれば、ブラシレスＤＣモータが、回転子鉄心に永
久磁石を埋込んでなる回転子を有するものであるから、
誘起電圧を大巾に低減でき、この結果、より高速の回転
を達成できる。According to the brushless DC motor control device of the thirteenth aspect, since the brushless DC motor has a rotor in which a permanent magnet is embedded in the rotor core,
The induced voltage can be greatly reduced, and as a result, higher speed rotation can be achieved.

【００３２】[0032]

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明のブラシレスＤＣモータ制御
装置の一実施例を概略的に示すブロック図であり、交流
電源１をコンバータ２に供給することにより直流電圧を
得、さらにインバータ３に供給することにより三相交流
電圧を得、ブラシレスＤＣモータ４の電機子巻線に供給
している。そして、誘起電圧検出部５によりブラシレス
ＤＣモータの誘起電圧を検出して間接的に磁極位置を検
出し、運転周波数指令値および誘起電圧検出部５からの
検出信号を入力としてインバータ制御部６によりインバ
ータ３に電流制御あるいは電圧制御、速度制御等を行な
うためのインバータ制御信号を供給する。Embodiments will now be described in detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments. FIG. 1 is a block diagram schematically showing an embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention, in which an AC power source 1 is supplied to a converter 2 to obtain a DC voltage, and an inverter 3 is further supplied. A phase alternating voltage is obtained and supplied to the armature winding of the brushless DC motor 4. Then, the induced voltage detector 5 detects the induced voltage of the brushless DC motor to indirectly detect the magnetic pole position, and the inverter controller 6 receives the operating frequency command value and the detection signal from the induced voltage detector 5 as an input. An inverter control signal for performing current control, voltage control, speed control, etc. is supplied to 3.

【００３３】図２はブラシレスＤＣモータ４の構成の一
例を示す概略縦断面図であり、電機子鉄心に三相の電機
子巻線を巻回してなる電機子４１と、回転子鉄心４２ａ
の外周に少なくとも１対の永久磁石４２ｂを設けてなる
回転子４２とを有しており、電機子巻線に周波数ｆの電
源を供給することにより、１２０ｆ／Ｐ（但し、Ｐは磁
極数）で定まる速度で回転子４２を回転させることがで
きる。尚、永久磁石４２ｂはフェライト磁石であっても
よいが、希土類磁石であることが好ましい。FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing an example of the structure of the brushless DC motor 4, in which an armature 41 formed by winding a three-phase armature winding around an armature core and a rotor core 42a.
And a rotor 42 provided with at least one pair of permanent magnets 42b on the outer circumference of the motor, and by supplying power to the armature winding at a frequency f, 120f / P (where P is the number of magnetic poles) The rotor 42 can be rotated at a speed determined by. The permanent magnet 42b may be a ferrite magnet, but is preferably a rare earth magnet.

【００３４】上記インバータ制御部６は、ブラシレスＤ
Ｃモータ４の電機子電流の位相を誘起電圧よりも進める
べくインバータ３の出力電流あるいは電圧を制御するも
のである。上記の構成のブラシレスＤＣモータ制御装置
の作用は次のとおりである。インバータ制御部６により
インバータ３に所定の制御信号を供給すれば、制御信号
に応答してインバータ３がスイッチング動作を行なって
所定の交流電源をブラシレスＤＣモータ４の電機子巻線
に供給し、ブラシレスＤＣモータ４の回転子４２を回転
駆動できる。この場合において、インバータ制御部６に
よって制御されるインバータ３によりブラシレスＤＣモ
ータ４の電機子巻線に供給される電機子電流ｉａの位相
がブラシレスＤＣモータ４の誘起電圧の位相よりも進ん
だ状態に設定されるのであるから、ブラシレスＤＣモー
タ４をインバータ３により駆動することに起因して誘起
電圧が低減され、誘起電圧がインバータの最大電圧と等
しくなる回転数が増加されるので、運転範囲の拡大を達
成できる。The inverter controller 6 is a brushless D
The output current or voltage of the inverter 3 is controlled so as to advance the phase of the armature current of the C motor 4 beyond the induced voltage. The operation of the brushless DC motor control device having the above configuration is as follows. When the inverter control unit 6 supplies a predetermined control signal to the inverter 3, the inverter 3 performs a switching operation in response to the control signal to supply a predetermined AC power source to the armature winding of the brushless DC motor 4, thereby causing a brushless operation. The rotor 42 of the DC motor 4 can be rotationally driven. In this case, the phase of the armature current ia supplied to the armature winding of the brushless DC motor 4 by the inverter 3 controlled by the inverter control unit 6 is advanced to the phase of the induced voltage of the brushless DC motor 4. Since it is set, the induced voltage is reduced due to driving the brushless DC motor 4 by the inverter 3, and the number of rotations at which the induced voltage becomes equal to the maximum voltage of the inverter is increased, so that the operating range is expanded. Can be achieved.

【００３５】さらに詳細に説明する。ブラシレスＤＣモ
ータの電圧方程式は数１で表わされることが知られてい
る。A more detailed description will be given. It is known that the voltage equation of a brushless DC motor is expressed by the equation 1.

【００３６】[0036]

【数１】 [Equation 1]

【００３７】但し、Ｒは電機子巻線抵抗、ｉｄは電機子
電流の直軸方向の電流、ｉｑは電機子電流の横軸方向の
電流、ｖｄ，ｖｑはそれぞれ対応する電圧、Ｌｄ，Ｌｑ
はそれぞれ対応するインダクタンス、ωは回転角速度、
ψａは永久磁石による電機子鎖交磁束の実効値であり、
誘起電圧の係数を表す。また、発生トルクτは数２で表
わされる。Here, R is the armature winding resistance, id is the current of the armature current in the direction of the direct axis, iq is the current of the armature current in the direction of the horizontal axis, vd and vq are the corresponding voltages, and Ld and Lq, respectively.
Is the corresponding inductance, ω is the rotational angular velocity,
ψa is the effective value of the armature flux linkage by the permanent magnet,
Represents the coefficient of induced voltage. Further, the generated torque τ is expressed by equation 2.

【００３８】[0038]

【数２】 [Equation 2]

【００３９】但し、Ｐは極対数である。また、インバー
タの最大出力電流をＩｏｍａｘ、最大出力電圧をＶｏｍ
ａｘとすれば、ブラシレスＤＣモータ４の電機子巻線電
流ｉａ、端子電圧ｖａはそれぞれ数３、数４に示すよう
に制限されることになる。However, P is the number of pole pairs. Also, the maximum output current of the inverter is Iomax and the maximum output voltage is Vom.
If it is ax, the armature winding current ia and the terminal voltage va of the brushless DC motor 4 are limited as shown in Equations 3 and 4, respectively.

【００４０】[0040]

【数３】 [Equation 3]

【００４１】[0041]

【数４】 [Equation 4]

【００４２】但し、高効率化を目的とするブラシレスＤ
ＣモータはＲを可能な限り小さく設定しているので、数
４は数５に示すように近似できる。However, a brushless D for the purpose of high efficiency
Since R is set as small as possible in the C motor, equation 4 can be approximated as shown in equation 5.

【００４３】[0043]

【数５】 [Equation 5]

【００４４】ところで、従来からブラシレスＤＣモータ
の制御方法としてｉｄ＝０制御方法が一般的に採用され
ており、この場合には数２、数３、数４はそれぞれ次の
とおりになる。 τ＝Ｐψａｉｑ |ｉａ|＝|ｉｑ|≦Ｉｏｍａｘ |ｖａ|＝ω｛（ψａ）2＋（Ｌｑｉｑ）2｝1/2≦Ｖｏｍａｘ そして、一般的なブラシレスＤＣモータにおいてはψａ
＞＞Ｌｑｉｑであるから、回転数が高くなり、誘起電圧
ωψａがインバータ３の最大出力電圧Ｖｏｍａｘに近づ
くと図１２に示すように急激に発生トルクτが低下し、
運転不能になってしまう（ここで、ωψａ＝Ｖｏｍａｘ
となる回転数をω０とする）。したがって、空気調和機
の圧縮機駆動用としてブラシレスＤＣモータを用いる場
合には、図２３に示すように冷／暖房定格回転数をω０
よりも十分に低い値（一般的にω０の約６０％以下の
値）に設定しており、ブラシレスＤＣモータ自体は高効
率の運転が可能であっても、実際上は冷／暖房定格点近
傍では余り効率の高い運転を行なうことができなかっ
た。By the way, conventionally, an id = 0 control method has been generally adopted as a control method of a brushless DC motor. In this case, the equations 2, 3, and 4 are as follows. τ = Pψaiq | ia | = | iq | ≦ Iomax | va | = ω {(ψa) 2 + (Lqiq) 2} 1/2 ≦ Vomax Then, in a general brushless DC motor .phi.a
>> Lqiq, the rotational speed increases, and when the induced voltage ωψa approaches the maximum output voltage Vomax of the inverter 3, the generated torque τ sharply decreases as shown in FIG.
It becomes impossible to operate (where ωψa = Vomax
The rotation speed at which is ω0). Therefore, when the brushless DC motor is used to drive the compressor of the air conditioner, the cooling / heating rated speed is set to ω0 as shown in FIG.
Is set to a value sufficiently lower than that (generally, a value of about 60% or less of ω0), and even if the brushless DC motor itself can operate with high efficiency, it is actually close to the cooling / heating rated point. In that case, it was not possible to perform highly efficient operation.

【００４５】しかし、この実施例においては、電機子電
流ｉａの位相を誘起電圧の位相よりも進めているので、
ｉｄが負になり、数５から分るように、（ψａ＋Ｌｄｉ
ｄ）＜ψａとすることができ、|ｖａ|＝Ｖｏｍａｘとな
る回転数をω０よりも大きくできる。したがって、ブラ
シレスＤＣモータ４の運転範囲を高速回転領域まで拡げ
ることができ、ひいては冷／暖房定格回転数をω０の約
６０％よりも大きく設定でき、立上げ時の高速回転を達
成できる。However, in this embodiment, since the phase of the armature current ia is advanced from the phase of the induced voltage,
As id becomes negative and can be seen from Equation 5, (ψa + Ldi
d) <ψa, and the rotation speed at which | va | = Vomax can be made larger than ω0. Therefore, the operating range of the brushless DC motor 4 can be expanded to a high-speed rotation region, and the cooling / heating rated rotation speed can be set higher than about 60% of ω0, and high-speed rotation at the time of startup can be achieved.

【００４６】図３はこの発明の制御方法が適用されるブ
ラシレスＤＣモータの他の構成例を示す概略縦断面図で
あり、図２のブラシレスＤＣモータと異なる点は永久磁
石４２ｂを回転子鉄心４２ａの内部に埋込んだ点のみで
ある。図３に示す構成のブラシレスＤＣモータにおいて
は、永久磁石４２ｂが回転子鉄心４２ａに埋込まれてい
る関係上エアギャップを小さくでき、インダクタンスＬ
ｄが図２の構成のブラシレスＤＣモータよりも大きくな
る。したがって、誘起電圧を一層低減でき、高速運転領
域を一層拡大できる。FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view showing another configuration example of the brushless DC motor to which the control method of the present invention is applied. The point different from the brushless DC motor of FIG. 2 is that the permanent magnet 42b is provided in the rotor core 42a. It is only the point embedded inside. In the brushless DC motor having the configuration shown in FIG. 3, since the permanent magnet 42b is embedded in the rotor core 42a, the air gap can be reduced and the inductance L
d becomes larger than that of the brushless DC motor having the configuration of FIG. Therefore, the induced voltage can be further reduced and the high-speed operation region can be further expanded.

【００４７】図４は回転子の表面に永久磁石を配置して
なるブラシレスＤＣモータに対してｉｄ＝０制御を適用
した場合｛（Ａ）参照｝、ｉｄ＜０制御を適用した場合
｛（Ｂ）参照｝、回転子の内部に永久磁石を埋込んでな
るブラシレスＤＣモータに対してｉｄ＜０制御を適用し
た場合｛（Ｃ）参照｝の回転数に対するトルクの変化を
示す図であり、ｉｄ＜０制御を適用することにより高速
回転が可能になっていること、および永久磁石を埋込む
ことにより一層の高速回転が可能になっていることが分
る。尚、（Ｃ）から明らかなように、永久磁石を埋込ん
だことに起因してインダクタンスが増加しているので、
定速回転領域におけるトルクが大巾に増加している。FIG. 4 shows a case where id = 0 control is applied to a brushless DC motor having permanent magnets arranged on the surface of the rotor {see (A)}, and id <0 control is applied {(B )}, A diagram showing a change in torque with respect to the rotation speed when id <0 control is applied to a brushless DC motor in which a permanent magnet is embedded inside the rotor {see (C)}. It can be seen that the high speed rotation can be achieved by applying the <0 control, and the higher speed rotation can be achieved by embedding the permanent magnet. As is clear from (C), since the inductance is increased due to the embedding of the permanent magnet,
The torque in the constant speed rotation region is greatly increased.

【００４８】但し、図３に示すように永久磁石４２ｂを
回転子鉄心４２ａに埋込んだ回転子４２を有するブラシ
レスＤＣモータにおいては、図５に示すようにスロット
リプルが大きく、高速回転に伴なってかなり大きな騒音
が発生することが知られている。そして、スロットリプ
ルを低減するために積層構造の回転子鉄心４２ａおよび
埋込まれた永久磁石４２ｂを積層方向に複数個に分割す
るとともに、各分割単位毎に所定角度ずつずらせて回転
子４２をスキューさせた構成を採用することが効果的で
あるが、一般的には磁束の短絡を防止するための空隙４
２ｃの幅がかなり小さく設定されている（永久磁石４２
ｂに対応する回転子鉄心４２ａの存在範囲を可能な限り
大きく確保してブラシレスＤＣモータの良好な特性を達
成している）関係上、スキュー角度をかなり小さく設定
しなければならない。この結果、回転子４２の分割数が
著しく増加し、回転子４２自体の構成が複雑化してしま
い、製造が困難になるとともにコストアップを招いてし
まう。However, in the brushless DC motor having the rotor 42 in which the permanent magnet 42b is embedded in the rotor core 42a as shown in FIG. 3, the slot ripple is large as shown in FIG. It is known that a very loud noise is generated. Then, in order to reduce slot ripple, the rotor core 42a and the embedded permanent magnet 42b having a laminated structure are divided into a plurality of pieces in the laminating direction, and the rotor 42 is skewed by shifting each divided unit by a predetermined angle. It is effective to employ the above-mentioned configuration, but in general, the air gap 4 for preventing the short circuit of the magnetic flux.
The width of 2c is set quite small (permanent magnet 42
Therefore, the skew angle must be set to a considerably small value because the range of existence of the rotor core 42a corresponding to b is secured as large as possible to achieve good characteristics of the brushless DC motor. As a result, the number of divisions of the rotor 42 is significantly increased, the configuration of the rotor 42 itself is complicated, manufacturing becomes difficult, and cost is increased.

【００４９】図６はこのような不都合を解消し、スキュ
ー角度を大きくでき、ひいては構成を簡素化できる回転
子４２を概略的に示す縦断面図であり、板状の永久磁石
４２ｂを半径方向と直角な方向に向くように回転子鉄心
４２ａに埋込んであるとともに、永久磁石の端面と連通
するように磁力線の短絡を防止するための空隙４２ｃを
半径方向に形成してある。そして、空隙４２ｃの一方の
端部を永久磁石４２ｂの端面外側縁と一致させていると
ともに、空隙４２ｃの他方の端部を永久磁石４２ｂの端
面内側縁よりも内方寄り所定位置に対応させている。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view schematically showing a rotor 42 capable of eliminating such an inconvenience, increasing the skew angle, and simplifying the structure. The plate-shaped permanent magnet 42b is arranged in the radial direction. The rotor core 42a is embedded in the rotor core 42a so as to be oriented at a right angle, and a void 42c for preventing short circuit of magnetic force lines is formed in the radial direction so as to communicate with the end face of the permanent magnet. One end of the air gap 42c is aligned with the outer edge of the end face of the permanent magnet 42b, and the other end of the air gap 42c is located inward of the inner edge of the end face of the permanent magnet 42b to correspond to a predetermined position. There is.

【００５０】したがって、回転子鉄心４２ａの各分割部
のスキュー角度を大きくでき、ひいては分割数を少なく
できるので、回転子４２の構成を簡素化でき、製造を容
易化できる。また、図７に示すように、隣合う永久磁石
４２ｂの端面外側縁と対向する端部が一致するように空
隙４２ｃを形成すれば、空隙４２ｃの幅を一層幅広にで
きるので、スキュー角度を一層大きくでき、分割数を一
層少なくできる。Therefore, since the skew angle of each divided portion of the rotor core 42a can be increased and the number of divided portions can be reduced, the structure of the rotor 42 can be simplified and the manufacturing thereof can be facilitated. Further, as shown in FIG. 7, if the gap 42c is formed so that the end portions of the adjacent permanent magnets 42b that are opposite to the outer edge of the end face coincide with each other, the width of the gap 42c can be further widened. The size can be increased and the number of divisions can be further reduced.

【００５１】図８は回転子鉄心４２ａを５分割した具体
例を示す斜視図、図９は各分割部を示す図であり、回転
子鉄心４２ａの両端部に非磁性体からなる端板４２ｄを
配置し、全ての分割部をピン、ボルト等の固定部材４２
ｅで一体化している。また、この具体例においては極対
数が２であり、スキュー角度が３．７５°であるから、
最初の分割部と５番目の分割部との間のスキュー角度は
１５°となり、スロット数が２４の場合には１スロット
に対し電気的に３６０°回転したのと等価になる。図１
０は回転子４２の回転位置に対応する１相当りの空隙磁
束密度の変化を示す図であり、図５と比較して大巾にス
ロットリプルを低減できたことが分る。また、上記固定
部材４２ｅの配置位置として回転子鉄心４２ａの磁束変
化が少ない位置を選択すれば、磁束の流れの変化を少な
くでき、鉄損を減少させてブラシレスＤＣモータの一層
の高効率化を達成できる。この場合において、固定部材
４２ｅとしては非磁性体であってもよく、また磁性体で
あってもよい。また、各分割部間に非磁性体からなる補
強板を介在させてもよい。FIG. 8 is a perspective view showing a specific example in which the rotor core 42a is divided into five parts, and FIG. 9 is a view showing each divided part. End plates 42d made of a non-magnetic material are provided at both ends of the rotor core 42a. All the divided parts are arranged and fixed members 42 such as pins and bolts.
It is integrated with e. Further, in this specific example, the number of pole pairs is 2, and the skew angle is 3.75 °,
The skew angle between the first division and the fifth division is 15 °, which is equivalent to electrically rotating 360 ° for one slot when the number of slots is 24. Figure 1
0 is a diagram showing a change in the air gap magnetic flux density corresponding to 1 corresponding to the rotation position of the rotor 42, and it can be seen that the slot ripple can be greatly reduced compared to FIG. Further, if a position where the magnetic flux change of the rotor core 42a is small is selected as the arrangement position of the fixing member 42e, the change of the magnetic flux flow can be reduced and the iron loss can be reduced to further improve the efficiency of the brushless DC motor. Can be achieved. In this case, the fixing member 42e may be a non-magnetic material or a magnetic material. In addition, a reinforcing plate made of a non-magnetic material may be interposed between the divided parts.

【００５２】さらに、一般に回転子４２は冷媒通過用の
穴を形成する必要があるが、上記のように広幅に形成さ
れた空隙４２ｃを冷媒通過用の穴として機能させること
により、穴形成のための特別の加工を不要にできる。さ
らにまた、冷媒通過用の穴を別途形成する場合には、エ
ポキシ系接着剤に非磁性体からなる充填材を混入した充
填接着剤を空隙４２ｃに充填し、永久磁石をエポキシ系
接着剤により固定することにより、固定部材４２ｅを省
略できる。尚、充填接着剤による接着固定とバインドワ
イヤー、非磁性金属管による固定とを併用することもも
ちろん可能であり、この場合には、バインドワイヤーの
小径化、金属管の薄肉化が可能である。Further, in general, the rotor 42 needs to be formed with a hole for the passage of the refrigerant, but by forming the wide space 42c as the hole for the passage of the refrigerant as described above, the hole is formed. No special processing is required. Furthermore, in the case of separately forming a hole for passage of the refrigerant, the gap 42c is filled with a filling adhesive prepared by mixing a filler made of a non-magnetic material in an epoxy adhesive, and the permanent magnet is fixed with the epoxy adhesive. By doing so, the fixing member 42e can be omitted. Incidentally, it is of course possible to use both the adhesive fixing using the filling adhesive and the fixing using the bind wire and the non-magnetic metal tube, and in this case, it is possible to reduce the diameter of the bind wire and thin the metal tube.

【００５３】図１１（Ａ）は永久磁石の構成を示す斜視
図、図１１（Ｂ）は回転子４２の縦断面図であり、図３
の構成例と異なる点は永久磁石４２ｂの、他の永久磁石
４２ｂと対向する端部が凸曲面に形成されている点のみ
である。したがって、この構成例においては永久磁石４
２ｂの端部への応力集中を低減でき、高速回転時の永久
磁石の破損を防止できるので、特別な補強を施す必要が
なくなり、回転子４２の構成を簡素化できる。FIG. 11A is a perspective view showing the structure of the permanent magnet, and FIG. 11B is a longitudinal sectional view of the rotor 42.
The only difference from the configuration example is that the end of the permanent magnet 42b facing the other permanent magnet 42b is formed into a convex curved surface. Therefore, in this configuration example, the permanent magnet 4
Since the stress concentration on the end portion of 2b can be reduced and the permanent magnet can be prevented from being damaged at the time of high speed rotation, it is not necessary to provide special reinforcement, and the structure of the rotor 42 can be simplified.

【００５４】図１２（Ａ）は永久磁石の他の構成例を示
す斜視図、図１２（Ｂ）は回転子４２の縦断面図であ
り、図１１の構成例と異なる点は、永久磁石４２ｂ自体
が湾曲され、中央部が回転子の中心軸側に押入する状態
で回転子鉄心４２ａに埋込まれている点のみである。し
たがって、この構成例においては永久磁石４２ｂの端部
のみならず、ほぼ全範囲にわたって応力集中を低減で
き、高速回転時の永久磁石の破損を一層確実に防止でき
る。FIG. 12A is a perspective view showing another constitutional example of the permanent magnet, and FIG. 12B is a vertical sectional view of the rotor 42. The difference from the constitutional example of FIG. 11 is the permanent magnet 42b. The only difference is that the core itself is curved and the central portion is embedded in the rotor core 42a in a state of being pushed into the center axis side of the rotor. Therefore, in this configuration example, stress concentration can be reduced not only in the end portion of the permanent magnet 42b but also in almost the entire range, and damage to the permanent magnet during high-speed rotation can be prevented more reliably.

【００５５】[0055]

【実施例２】図１３はこの発明のブラシレスＤＣモータ
駆動装置の他の実施例を示すブロック図であり、交流電
源１をコンバータ２に供給することにより直流電圧を
得、さらにインバータ３に供給することにより三相交流
電圧を得、圧縮機４ａを駆動するためのブラシレスＤＣ
モータ４の電機子巻線に供給している。そして、ブラシ
レスＤＣモータ４の電機子電流に基づいて回転位置検出
部５１により回転子の推定回転位置を検出し、推定回転
位置検出信号に基づいて回転速度算出部５２によりブラ
シレスＤＣモータ４の回転速度を算出する。また、コン
バータ２の通電電流を入力電流検出部６１により検出
し、電流垂下要否判別部６２により、検出された入力電
流を所定の基準電流と比較することにより電流垂下の要
否を判別し、電流垂下が必要であることを示す判別結果
に基づいて回転速度指令低減部６３により回転速度指令
を低減する。そして、回転速度偏差算出部６４により、
低減された回転速度指令および回転速度算出部５２によ
り算出された実際の回転速度との偏差を算出し、ＰＩ制
御部６５において、算出された偏差に対応する電圧指令
を得てＰＷＭ制御部６６に供給する。また、回転速度算
出部５２により算出された回転速度に基づいて、予め複
数の進み位相角が格納されている進み位相角テーブル６
７から該当する進み位相角を読み出してＰＷＭ制御部６
６に供給しているとともに、回転位置検出部５１により
検出された回転子の推定回転位置をＰＷＭ制御のための
基準信号としてＰＷＭ制御部６６に供給している。この
ＰＷＭ制御部６６は、ブラシレスＤＣモータ（４）の電
機子電流の位相を誘起電圧よりも進ませるべくインバー
タ（３）に対してスイッチング指令を与える。[Embodiment 2] FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment of the brushless DC motor drive device of the present invention. A DC voltage is obtained by supplying an AC power supply 1 to a converter 2 and further supplied to an inverter 3. Brushless DC for driving the compressor 4a by obtaining a three-phase AC voltage.
It is supplied to the armature winding of the motor 4. Then, the rotational position detection unit 51 detects the estimated rotational position of the rotor based on the armature current of the brushless DC motor 4, and the rotational speed calculation unit 52 rotates the rotational speed of the brushless DC motor 4 based on the estimated rotational position detection signal. To calculate. In addition, the conduction current of the converter 2 is detected by the input current detection unit 61, and the current drooping necessity determination unit 62 compares the detected input current with a predetermined reference current to determine the necessity of current drooping. The rotation speed command reduction unit 63 reduces the rotation speed command based on the determination result indicating that the current droop is necessary. Then, by the rotation speed deviation calculation unit 64,
A deviation between the reduced rotation speed command and the actual rotation speed calculated by the rotation speed calculation unit 52 is calculated, the PI control unit 65 obtains a voltage command corresponding to the calculated deviation, and the PWM control unit 66 receives the voltage command. Supply. Further, based on the rotation speed calculated by the rotation speed calculation unit 52, a lead phase angle table 6 in which a plurality of lead phase angles are stored in advance.
The corresponding lead phase angle is read from 7 and the PWM control unit 6
6 and the estimated rotational position of the rotor detected by the rotational position detector 51 is supplied to the PWM controller 66 as a reference signal for PWM control. The PWM control unit 66 gives a switching command to the inverter (3) in order to advance the phase of the armature current of the brushless DC motor (4) beyond the induced voltage.

【００５６】上記進み位相角テーブル６７に予め格納さ
れる進み位相角としては、例えば、図１４に示すよう
に、回転速度が低い領域において徐々に進み位相角が増
加するように設定されているとともに、回転速度がある
程度高い領域において急激に進み位相角が増加するよう
に設定されており、さらに、回転速度が著しく高い領域
において進み位相角がほぼ飽和するように設定されてい
ることが好ましい。このように進み位相角を設定してお
けば、ブラシレスＤＣモータ４の誘起電圧が余り問題に
ならない低回転速度領域においては進み位相角を十分に
小さくしてほぼ通常のインバータ制御を行ない、回転速
度がある程度高くなった高回転速度領域において進み位
相角を十分に大きくしてブラシレスＤＣモータ４の誘起
電圧低減効果を十分に発揮させ、高回転速度領域まで運
転範囲を拡大できる。尚、それ以上の高回転速度領域に
おいては、進み位相角が過大になることに伴なう不都合
を解消させるべく進み位相角をほぼ飽和させている。具
体的には、例えば、ブラシレスＤＣモータ４に要求され
る発生トルク、電機子電流の直軸方向の電流ｉｄおよび
横軸方向の電流ｉｑの関係を規定する数６に基づいて回
転速度に対応する進み位相角を算出できる。但し、Ｖａ
ｍはブラシレスＤＣモータ４の端子電圧の上限値、ｐは
突極係数である。The advance phase angle stored in advance in the advance phase angle table 67 is set, for example, as shown in FIG. 14, so that the advance phase angle gradually increases in a region where the rotation speed is low. It is preferable that the advance phase angle is set to increase rapidly in a region where the rotation speed is relatively high, and further, the advance phase angle is set to be substantially saturated in a region where the rotation speed is extremely high. If the lead phase angle is set in this way, the lead phase angle is made sufficiently small in the low rotation speed region where the induced voltage of the brushless DC motor 4 does not pose a problem, and the normal inverter control is performed to achieve the rotation speed. In the high rotation speed region in which the rotation speed is increased to some extent, the lead phase angle is sufficiently increased to sufficiently exert the effect of reducing the induced voltage of the brushless DC motor 4, and the operating range can be expanded to the high rotation speed region. In the higher rotation speed range, the lead phase angle is almost saturated in order to eliminate the inconvenience caused by the lead phase angle becoming too large. Specifically, for example, it corresponds to the rotation speed based on Equation 6 that defines the relationship between the generated torque required for the brushless DC motor 4, the current id in the direct axis direction of the armature current, and the current iq in the abscissa direction. The lead phase angle can be calculated. However, Va
m is the upper limit value of the terminal voltage of the brushless DC motor 4, and p is the salient pole coefficient.

【００５７】[0057]

【数６】 [Equation 6]

【００５８】この実施例においては、ＰＩ制御部６５か
ら出力される電圧指令のみならず、ブラシレスＤＣモー
タ４の回転速度に対応して進み位相角テーブル６７から
読み出される進み位相角をも入力としてＰＷＭ制御部６
６によりスイッチング指令を出力するのであるから、イ
ンバータ３の出力電圧の位相を読み出された進み位相角
だけ進めることができ、ひいてはブラシレスＤＣモータ
４の電機子巻線に供給される電機子電流の位相をブラシ
レスＤＣモータ４の誘起電圧の位相よりも所定の位相角
だけ進ませることができる。この結果、電機子電流の直
軸方向の電流が負になり、結果的にブラシレスＤＣモー
タ４の誘起電圧が低減されるのであるから、ブラシレス
ＤＣモータ４の運転範囲の拡大を達成できる。また、イ
ンバータ３の出力電圧の位相とブラシレスＤＣモータ４
の電機子電流の位相とは、ブラシレスＤＣモータ４の回
転速度に対応して予め分っているのであるから、回転速
度に対応する進み位相角を予め進み位相角テーブル６７
に格納しておいて、進み位相角に基づいてインバータ３
をＰＷＭ制御するだけで、電機子電流の位相をブラシレ
スＤＣモータ４の誘起電圧の位相よりも所定の位相角だ
け進ませることができる。したがって、ブラシレスＤＣ
モータ４の電機子電流の位相を検出する必要がなくな
り、ブラシレスＤＣモータ駆動装置の構成を簡素化でき
る。In this embodiment, not only the voltage command output from the PI control unit 65 but also the lead phase angle read from the lead phase angle table 67 corresponding to the rotation speed of the brushless DC motor 4 is input to the PWM. Control unit 6
Since the switching command is output by 6, the phase of the output voltage of the inverter 3 can be advanced by the read lead phase angle, and thus the armature current supplied to the armature winding of the brushless DC motor 4 can be reduced. The phase can be advanced from the phase of the induced voltage of the brushless DC motor 4 by a predetermined phase angle. As a result, the current of the armature current in the direction of the direct axis becomes negative, and as a result, the induced voltage of the brushless DC motor 4 is reduced, so that the operating range of the brushless DC motor 4 can be expanded. In addition, the phase of the output voltage of the inverter 3 and the brushless DC motor 4
Since the phase of the armature current is previously known in correspondence with the rotation speed of the brushless DC motor 4, the advance phase angle corresponding to the rotation speed is advanced in advance.
Stored in the inverter 3 and is based on the lead phase angle.
It is possible to advance the phase of the armature current by a predetermined phase angle with respect to the phase of the induced voltage of the brushless DC motor 4 only by PWM control of. Therefore, brushless DC
It is not necessary to detect the phase of the armature current of the motor 4, and the configuration of the brushless DC motor drive device can be simplified.

【００５９】さらに、コンバータ２の通電電流が所定の
限界電流以上になれば、電流垂下が必要であることを示
す判別結果が電流垂下要否判別部６２から出力され、回
転速度指令低減部６３により回転速度指令を低減する。
したがって、コンバータ２の通電電流の異常な増加を防
止でき、インバータ容量を最大限に活用することが可能
になる。Further, when the current flowing through the converter 2 becomes equal to or more than a predetermined limit current, a determination result indicating that the current drooping is necessary is output from the current drooping necessity determining section 62, and the rotation speed command reducing section 63 causes the rotation speed command reducing section 63 to perform the drooping. Reduce the rotation speed command.
Therefore, it is possible to prevent an abnormal increase in the energization current of the converter 2 and maximize the utilization of the inverter capacity.

【００６０】[0060]

【実施例３】図１５はこの発明のブラシレスＤＣモータ
駆動装置のさらに他の実施例を示すブロック図であり、
図１３の実施例と異なる点は、回転速度偏差算出部６４
により算出された回転速度の偏差を入力として進み位相
角に対する補正量を算出する進み位相角補正演算部６８
と、算出された補正量に基づいて、進み位相角テーブル
６７から読み出された進み位相角を補正する進み位相角
補正部６９と、補正された進み位相角が所定の限界進み
位相角を越えないように制限してＰＷＭ制御部６６に供
給する進み位相角制限部７０とをさらに含んでいる点の
みである。[Embodiment 3] FIG. 15 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor drive apparatus according to the present invention.
The difference from the embodiment of FIG. 13 is that the rotation speed deviation calculation unit 64
The lead phase angle correction calculation unit 68 that calculates the correction amount for the lead phase angle by inputting the deviation of the rotation speed calculated by
Then, based on the calculated correction amount, a lead phase angle correction unit 69 that corrects the lead phase angle read from the lead phase angle table 67, and the corrected lead phase angle exceeds a predetermined limit lead phase angle. It is only a point further including a lead phase angle limiting unit 70 which is restricted so as not to supply and is supplied to the PWM control unit 66.

【００６１】したがって、この実施例の場合には、回転
速度指令が実際の回転速度よりも大きい場合に進み位相
角テーブル６７から読み出された進み位相角を大きくす
べく補正を行ない、逆に、回転速度指令が実際の回転速
度以下の場合に進み位相角補正演算部６８から出力され
る補正量を減少させ、補正後の進み位相角を進み位相角
テーブル６７から読み出された進み位相角に近づける。
また、この実施例の場合には、進み位相角補正演算部６
８により得られる補正量によっては補正後の進み位相角
が大きくなりすぎる場合があるので、進み位相角制限部
７０により過大な進み位相角を制限し、不都合のないブ
ラシレスＤＣモータ４の駆動を達成する。Therefore, in the case of this embodiment, when the rotation speed command is larger than the actual rotation speed, correction is made to increase the lead phase angle read from the lead phase angle table 67, and vice versa. When the rotation speed command is equal to or lower than the actual rotation speed, the correction amount output from the advance phase angle correction calculation unit 68 is decreased, and the corrected advance phase angle is set to the advance phase angle read from the advance phase angle table 67. Get closer.
In the case of this embodiment, the lead phase angle correction calculation unit 6
Since the advanced phase angle after correction may become too large depending on the correction amount obtained by 8, the advanced phase angle limiting unit 70 limits the excessive advanced phase angle and achieves driving of the brushless DC motor 4 without inconvenience. To do.

【００６２】以上の説明から明らかなように、進み位相
角テーブル６７から読み出した進み位相角に対して補正
を行なうようにしているので、進み位相角テーブル６７
の内容が誤差を含んでいても、補正を施すことにより、
誤差のない進み位相角に基づく制御を達成できる。As is clear from the above description, since the lead phase angle read from the lead phase angle table 67 is corrected, the lead phase angle table 67 is corrected.
Even if the content of contains an error, by applying the correction,
An error-free lead phase angle-based control can be achieved.

【００６３】[0063]

【実施例４】図１６はこの発明のブラシレスＤＣモータ
駆動装置のさらに他の実施例を示すブロック図であり、
図１５の実施例と異なる点は、回転速度指令低減部６３
を省略しているとともに、進み位相角補正演算部６８と
して、回転速度偏差算出部６４により算出された回転速
度の偏差および電流垂下要否判別部６２からの判別結果
を入力として進み位相角に対する補正量を算出するもの
を採用した点のみである。[Fourth Embodiment] FIG. 16 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor drive device according to the present invention.
The difference from the embodiment of FIG. 15 is that the rotation speed command reduction unit 63
In addition, the lead phase angle correction calculation unit 68 corrects the lead phase angle by inputting the rotation speed deviation calculated by the rotation speed deviation calculation unit 64 and the determination result from the current drooping necessity determination unit 62. The only difference is that it uses a quantity calculator.

【００６４】したがって、この実施例の場合には、実施
例３の作用に加えて、電流垂下が必要な場合に、進み位
相角補正演算部６８により負の進み位相補正量を算出
し、補正後の進み位相量を小さくできるのであり、しか
も、ＰＩ制御部６５を経由させることなくＰＷＭ制御部
６６に電流垂下が必要であることを反映できるので、電
流垂下が必要な場合のＰＷＭ制御を高速にかつ精度よく
達成できる。Therefore, in the case of this embodiment, in addition to the operation of the third embodiment, when the current droop is necessary, the lead phase angle correction calculation unit 68 calculates a negative lead phase correction amount, and after the correction, It is possible to reduce the amount of lead phase of the PWM control, and it is possible to reflect that the PWM control unit 66 needs the current droop without passing through the PI control unit 65. Therefore, the PWM control in the case where the current droop is required can be performed at high speed. And can be achieved accurately.

【００６５】[0065]

【実施例５】図１７はこの発明のブラシレスＤＣモータ
駆動装置のさらに他の実施例を示すブロック図であり、
図１５の実施例と異なる点は、進み位相角補正演算部６
８として、回転速度偏差算出部６４により算出された回
転速度の偏差および入力電流検出部６１からの入力電流
検出信号を入力として進み位相角に対する補正量を算出
するものを採用した点のみである。Fifth Embodiment FIG. 17 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor drive device according to the present invention.
The difference from the embodiment of FIG. 15 is that the lead phase angle correction calculation unit 6
8 is the only one that employs the deviation of the rotation speed calculated by the rotation speed deviation calculator 64 and the input current detection signal from the input current detector 61 as an input to calculate the correction amount for the lead phase angle.

【００６６】したがって、この実施例の場合には、実施
例３の作用に加えて、回転速度偏差算出部６４により算
出された回転速度の偏差がほぼ０の場合に、コンバータ
２の通電電流が最小になるように進み位相角を補正で
き、ブラシレスＤＣモータ４の、より高効率な運転を達
成できる。Therefore, in the case of this embodiment, in addition to the operation of the third embodiment, when the deviation of the rotational speed calculated by the rotational speed deviation calculating section 64 is almost 0, the energizing current of the converter 2 is minimum. Therefore, the phase angle can be corrected so that the brushless DC motor 4 can be operated more efficiently.

【００６７】[0067]

【実施例６】図１８はこの発明のブラシレスＤＣモータ
駆動装置のさらに他の実施例を示すブロック図であり、
交流電源１をコンバータ２に供給することにより直流電
圧を得、さらにインバータ３に供給することにより三相
交流電圧を得、圧縮機４ａを駆動するためのブラシレス
ＤＣモータ４の電機子巻線に供給している。そして、コ
ンバータ２の通電電流を入力電流検出部６１により検出
し、電流垂下要否判別部６２により、検出された入力電
流を所定の基準電流と比較することにより電流垂下の要
否を判別し、電流垂下が必要であることを示す判別結果
に基づいて回転速度指令低減部６３により回転速度指令
を低減する。また、回転速度指令低減部６３により低減
された回転速度指令およびインバータ３における通電電
流に基づいて出力電圧演算部７１により出力電圧を算出
し、回転速度指令に基づいて、予め複数の進み位相角が
格納されている進み位相角テーブル６７から該当する進
み位相角を読み出して、出力電圧補正演算部７２により
出力電圧を補正して電圧指令を得、ＰＷＭ制御部６６に
供給する。このＰＷＭ制御部６６は電圧指令に基づいて
定まるスイッチング指令をインバータ３に供給する。[Sixth Embodiment] FIG. 18 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor drive apparatus according to the present invention.
The AC power supply 1 is supplied to the converter 2 to obtain a DC voltage, and the inverter 3 is supplied to obtain a three-phase AC voltage, which is supplied to the armature winding of the brushless DC motor 4 for driving the compressor 4a. is doing. Then, the energization current of the converter 2 is detected by the input current detection unit 61, and the current drooping necessity determination unit 62 compares the detected input current with a predetermined reference current to determine the necessity of current drooping, The rotation speed command reduction unit 63 reduces the rotation speed command based on the determination result indicating that the current droop is necessary. Further, the output voltage calculation unit 71 calculates an output voltage based on the rotation speed command reduced by the rotation speed command reduction unit 63 and the energized current in the inverter 3, and a plurality of lead phase angles are calculated in advance based on the rotation speed command. The corresponding lead phase angle is read out from the stored lead phase angle table 67, the output voltage is corrected by the output voltage correction calculation unit 72 to obtain the voltage command, and the voltage command is supplied to the PWM control unit 66. The PWM control unit 66 supplies a switching command determined based on the voltage command to the inverter 3.

【００６８】上記の構成のブラシレスＤＣモータ駆動装
置の作用は次のとおりである。回転速度指令を回転速度
指令低減部６３を介して出力電圧演算部７１に供給して
いるのであるから、コンバータ２の通電電流が過大でな
い場合には回転速度指令がそのまま出力電圧演算部７１
に供給され、コンバータ２の通電電流が過大である場合
には回転速度指令を低減して得られる新たな回転速度指
令が出力電圧演算部７１に供給される。この出力電圧演
算部７１には、インバータ３における通電電流も供給さ
れているのであるから、通電電流に基づいて出力電圧演
算部７１における出力電圧の演算を制御することによ
り、ブラシレスＤＣモータ４の回転子の推定位置を基準
とする出力電圧演算結果を得ることができる。また、回
転速度指令を進み位相角テーブル６７に供給して回転速
度指令に対応する進み位相角を読み出すことができ、上
記出力電圧演算結果と共に出力電圧補正演算部７２に供
給する。この出力電圧補正演算部７２においては、読み
出された進み位相角だけインバータ３の出力電圧の位相
をブラシレスＤＣモータ４の誘起電圧の位相よりも所定
の位相角だけ進ませるべく電圧指令を算出してＰＷＭ制
御部６６に供給するのであるから、インバータ３に対し
てスイッチング指令を与え、インバータ３の出力電圧の
位相をブラシレスＤＣモータ４の誘起電圧の位相よりも
所定の位相角だけ進ませることができる。The operation of the brushless DC motor driving device having the above structure is as follows. Since the rotation speed command is supplied to the output voltage calculation unit 71 via the rotation speed command reduction unit 63, when the energizing current of the converter 2 is not excessive, the rotation speed command is output as it is.
Is supplied to the output voltage calculation unit 71, the new rotation speed command obtained by reducing the rotation speed command is supplied to the output voltage calculation unit 71 when the energizing current of the converter 2 is excessive. Since the energizing current in the inverter 3 is also supplied to the output voltage computing unit 71, the rotation of the brushless DC motor 4 is controlled by controlling the computation of the output voltage in the output voltage computing unit 71 based on the energizing current. An output voltage calculation result based on the estimated position of the child can be obtained. Further, the rotation speed command can be supplied to the lead phase angle table 67 to read the lead phase angle corresponding to the rotation speed command, and the result is supplied to the output voltage correction calculation unit 72 together with the above output voltage calculation result. The output voltage correction calculator 72 calculates a voltage command to advance the phase of the output voltage of the inverter 3 by a predetermined phase angle from the phase of the induced voltage of the brushless DC motor 4 by the read advance phase angle. Since it is supplied to the PWM control unit 66 by applying the switching command to the inverter 3, it is possible to advance the phase of the output voltage of the inverter 3 by a predetermined phase angle from the phase of the induced voltage of the brushless DC motor 4. it can.

【００６９】以上の説明から明らかなように、ブラシレ
スＤＣモータ４の電機子の推定回転位置を検出するため
の回転位置検出部５１および回転速度演算部５２を省略
できるので構成を簡素化でき、しかもインバータ３の通
電電流に基づいて出力電圧演算部７１を制御して回転子
の推定回転位置の検出に基づく処理と等価な処理を達成
でき、この結果、ブラシレスＤＣモータ４の誘起電圧が
低減されるのであるから、ブラシレスＤＣモータ４の運
転範囲の拡大を達成できる。As is clear from the above description, the rotational position detector 51 and the rotational speed calculator 52 for detecting the estimated rotational position of the armature of the brushless DC motor 4 can be omitted, so that the structure can be simplified and moreover, The output voltage calculation unit 71 can be controlled based on the energization current of the inverter 3 to achieve processing equivalent to processing based on detection of the estimated rotational position of the rotor, and as a result, the induced voltage of the brushless DC motor 4 can be reduced. Therefore, the operating range of the brushless DC motor 4 can be expanded.

【００７０】[0070]

【実施例７】図１９はこの発明のブラシレスＤＣモータ
駆動装置のさらに他の実施例を示すブロック図であり、
図１８の実施例と異なる点は、回転速度指令とインバー
タ３の出力周波数との差を算出して回転速度偏差として
出力する回転速度偏差演算部７３と、回転速度偏差に基
づいて進み位相角の補正量を算出する進み位相角補正演
算部６８と、算出された補正量に基づいて、進み位相角
テーブル６７から読み出された進み位相角を補正する進
み位相角補正部６９と、補正された進み位相角が所定の
限界進み位相角を越えないように制限して出力電圧補正
演算部７２に供給する進み位相角制限部７０とをさらに
含んでいる点のみである。Seventh Embodiment FIG. 19 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor drive device according to the present invention.
The difference from the embodiment of FIG. 18 is that the difference between the rotation speed command and the output frequency of the inverter 3 is calculated and is output as a rotation speed deviation, and the rotation phase deviation is calculated based on the rotation speed deviation. A lead phase angle correction calculation unit 68 that calculates the correction amount, a lead phase angle correction unit 69 that corrects the lead phase angle read from the lead phase angle table 67 based on the calculated correction amount, and the lead phase angle correction unit 69 It is only the point that the lead phase angle limiting unit 70 that limits the lead phase angle so as not to exceed a predetermined limit lead angle and supplies the lead voltage to the output voltage correction calculation unit 72.

【００７１】したがって、この実施例の場合には、回転
速度指令が実際の回転速度よりも大きい場合に進み位相
角テーブル６７から読み出された進み位相角を大きくす
べく補正を行ない、逆に、回転速度指令が実際の回転速
度以下の場合に進み位相角補正演算部６８から出力され
る補正量を減少させ、補正後の進み位相角を進み位相角
テーブル６７から読み出された進み位相角に近づける。
また、この実施例の場合には、進み位相角補正演算部６
８により得られる補正量によっては補正後の進み位相角
が大きくなりすぎる場合があるので、進み位相角制限部
７０により過大な進み位相角を制限し、不都合のないブ
ラシレスＤＣモータ４の駆動を達成する。Therefore, in the case of this embodiment, when the rotation speed command is larger than the actual rotation speed, correction is made to increase the lead phase angle read from the lead phase angle table 67, and vice versa. When the rotation speed command is equal to or lower than the actual rotation speed, the correction amount output from the advance phase angle correction calculation unit 68 is decreased, and the corrected advance phase angle is set to the advance phase angle read from the advance phase angle table 67. Get closer.
In the case of this embodiment, the lead phase angle correction calculation unit 6
Since the advanced phase angle after correction may become too large depending on the correction amount obtained by 8, the advanced phase angle limiting unit 70 limits the excessive advanced phase angle and achieves driving of the brushless DC motor 4 without inconvenience. To do.

【００７２】以上の説明から明らかなように、進み位相
角テーブル６７から読み出した進み位相角に対して補正
を行なうようにしているので、進み位相角テーブル６７
の内容が誤差を含んでいても、補正を施すことにより、
誤差のない進み位相角に基づく制御を達成できる。As is clear from the above description, since the lead phase angle read from the lead phase angle table 67 is corrected, the lead phase angle table 67 is corrected.
Even if the content of contains an error, by applying the correction,
An error-free lead phase angle-based control can be achieved.

【００７３】[0073]

【実施例８】図２０はこの発明のブラシレスＤＣモータ
駆動装置のさらに他の実施例を示すブロック図であり、
図１９の実施例と異なる点は、回転速度指令低減部６３
を省略しているとともに、進み位相角補正演算部６８と
して、回転速度偏差算出部７３により算出された回転速
度の偏差および電流垂下要否判別部６２からの判別結果
を入力として進み位相角に対する補正量を算出するもの
を採用した点のみである。[Embodiment 8] FIG. 20 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor drive device of the present invention.
The difference from the embodiment of FIG. 19 is that the rotation speed command reduction unit 63
In addition, the lead phase angle correction calculation unit 68 corrects the lead phase angle by inputting the rotation speed deviation calculated by the rotation speed deviation calculation unit 73 and the determination result from the current drooping necessity determination unit 62. The only difference is that it uses a quantity calculator.

【００７４】したがって、この実施例の場合には、実施
例７の作用に加えて、電流垂下が必要な場合に、進み位
相角補正演算部６８により負の進み位相補正量を算出
し、補正後の進み位相量を小さくできるのであり、しか
も、出力電圧演算部７１を経由させることなく出力電圧
補正演算部７２に電流垂下が必要であることを反映でき
るので、電流垂下が必要な場合のＰＷＭ制御を高速にか
つ精度よく達成できる。Therefore, in the case of this embodiment, in addition to the operation of the seventh embodiment, when the current droop is necessary, the lead phase angle correction calculation unit 68 calculates a negative lead phase correction amount, and after correction It is possible to reduce the amount of lead phase of the output voltage. Moreover, since it is possible to reflect that the output voltage correction calculation unit 72 needs the current droop without passing through the output voltage calculation unit 71, the PWM control when the current droop is necessary is performed. Can be achieved quickly and accurately.

【００７５】[0075]

【実施例９】図２１はこの発明のブラシレスＤＣモータ
駆動装置のさらに他の実施例を示すブロック図であり、
図１９の実施例と異なる点は、進み位相角補正演算部６
８として、回転速度偏差算出部７３により算出された回
転速度の偏差および入力電流検出部６１からの入力電流
検出信号を入力として進み位相角に対する補正量を算出
するものを採用した点のみである。[Ninth Embodiment] FIG. 21 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor drive device according to the present invention.
The difference from the embodiment of FIG. 19 is that the lead phase angle correction calculation unit 6
8 is only the point that employs the input of the deviation of the rotation speed calculated by the rotation speed deviation calculator 73 and the input current detection signal from the input current detector 61 to calculate the correction amount for the lead phase angle.

【００７６】したがって、この実施例の場合には、実施
例７の作用に加えて、回転速度偏差算出部７３により算
出された回転速度の偏差がほぼ０の場合に、コンバータ
２の通電電流が最小になるように進み位相角を補正で
き、ブラシレスＤＣモータ４の、より高効率な運転を達
成できる。尚、この発明は上記の実施例に限定されるも
のではなく、例えば、電機子電流の直軸方向の電流を負
にできればよいのであるから、電機子電流の位相または
インバータ３の出力電圧の位相を誘起電圧の位相よりも
進める方法以外の方法を採用することが可能であるほ
か、圧縮機以外の負荷を駆動するブラシレスＤＣモータ
に適用することが可能であり、その他、この発明の要旨
を変更しない範囲内において種々の設計変更を施すこと
が可能である。Therefore, in the case of this embodiment, in addition to the operation of the seventh embodiment, when the deviation of the rotation speed calculated by the rotation speed deviation calculating section 73 is almost 0, the energizing current of the converter 2 is the minimum. Therefore, the phase angle can be corrected so that the brushless DC motor 4 can be operated more efficiently. It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and for example, since it suffices to make the current of the armature current in the direct axis direction negative, the phase of the armature current or the phase of the output voltage of the inverter 3 Can be adopted other than the method of advancing the phase of the induced voltage, and can be applied to a brushless DC motor that drives a load other than the compressor. In addition, the gist of the present invention is changed. It is possible to make various design changes within the range that does not.

【００７７】[0077]

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、インバ
ータにより電機子電流の位相を誘起電圧よりも進ませる
だけで誘起電圧を低減でき、この結果、高速回転を達成
できるという特有の効果を奏する。請求項２の発明は、
回転子鉄心に永久磁石を埋込んでインダクタンスを大き
く設定しているので、誘起電圧を大巾に低減でき、この
結果、より高速の回転を達成できるという特有の効果を
奏する。As described above, the invention of claim 1 can reduce the induced voltage only by advancing the phase of the armature current by the inverter than the induced voltage, and as a result, a high speed rotation can be achieved. Play. The invention of claim 2 is
Since a permanent magnet is embedded in the rotor core to set the inductance to a large value, the induced voltage can be greatly reduced, and as a result, a higher speed rotation can be achieved.

【００７８】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の効果に加え、圧縮機の定格回転数を従来の制御によ
る最高回転数の６０％以上にでき、圧縮機駆動の高効率
化を達成できるという特有の効果を奏する。請求項４の
発明は、インバータにより電機子電流の位相を誘起電圧
よりも進ませるだけで誘起電圧を低減でき、この結果、
高速回転を達成できるという特有の効果を奏する。According to the invention of claim 3, in addition to the effect of claim 1 or claim 2, the rated speed of the compressor can be made 60% or more of the maximum speed by the conventional control, and the efficiency of driving the compressor is improved. Has the unique effect of achieving According to the invention of claim 4, the induced voltage can be reduced only by advancing the phase of the armature current by the inverter than the induced voltage. As a result,
It has the unique effect of achieving high-speed rotation.

【００７９】請求項５の発明は、ブラシレスＤＣモータ
の回転速度に対応して予め定められている進み位相角を
進み位相角保持手段から出力し、出力された進み位相角
をも考慮してスイッチング指令出力手段からスイッチン
グ指令を出力してインバータに供給することにより、ブ
ラシレスＤＣモータの電機子電流の位相を誘起電圧より
も進ませて誘起電圧を低減でき、この結果、高速回転を
達成できるという特有の効果を奏する。According to a fifth aspect of the present invention, the advance phase angle determined in advance corresponding to the rotational speed of the brushless DC motor is output from the advance phase angle holding means, and switching is performed in consideration of the output advance phase angle. By outputting the switching command from the command output means and supplying it to the inverter, the phase of the armature current of the brushless DC motor can be advanced beyond the induced voltage to reduce the induced voltage, and as a result, high-speed rotation can be achieved. Produce the effect of.

【００８０】請求項６の発明は、進み位相角保持手段に
保持されている進み位相角が正確でない場合であって
も、進み位相角補正手段により補正されかつ必要に応じ
て制限された進み位相角をも考慮してスイッチング指令
出力手段からスイッチング指令を出力してインバータに
供給することにより、ブラシレスＤＣモータの電機子電
流の位相を誘起電圧よりも進ませて誘起電圧を低減で
き、この結果、高速回転を達成できるという特有の効果
を奏する。According to the sixth aspect of the present invention, even when the lead phase angle held by the lead phase angle holding means is not accurate, the lead phase corrected by the lead phase angle correction means and limited as necessary By outputting the switching command from the switching command output means in consideration of the angle and supplying the switching command to the inverter, the phase of the armature current of the brushless DC motor can be advanced from the induced voltage to reduce the induced voltage. As a result, It has the unique effect of achieving high-speed rotation.

【００８１】請求項７の発明は、請求項６の効果に加
え、電流垂下が必要であると判別された場合には進み位
相角補正手段により進み位相角が小さくなるように補正
を行なうので、電流垂下を高速に、かつ高精度に達成で
きるという特有の効果を奏する。請求項８の発明は、請
求項６の効果に加え、電流垂下が必要であることを示す
判別結果に基づいて回転速度指令を低下させるべく補正
して電流垂下を高速かつ高精度に達成できるとともに、
コンバータ通電電流に基づいて進み位相角の補正をも行
なうのでコンバータ通電電流を最小とすべくインバータ
制御を行ない、一層高効率のブラシレスＤＣモータの駆
動を達成できるという特有の効果を奏する。According to the invention of claim 7, in addition to the effect of claim 6, when it is determined that the current droop is necessary, the lead phase angle correction means corrects the lead phase angle so that it becomes smaller. It has a unique effect that current droop can be achieved at high speed and with high accuracy. According to the invention of claim 8, in addition to the effect of claim 6, the rotation speed command is corrected to be decreased based on the determination result indicating that the current drooping is necessary, and the current drooping can be achieved at high speed and with high accuracy. ,
Since the lead phase angle is also corrected based on the converter energizing current, the inverter control is performed so as to minimize the converter energizing current, and the unique effect that the drive of the brushless DC motor with higher efficiency can be achieved is achieved.

【００８２】請求項９の発明は、回転速度指令に対応し
て予め定められている進み位相角を進み位相角保持手段
から出力し、出力された進み位相角をも考慮してスイッ
チング指令出力手段からスイッチング指令を出力してイ
ンバータに供給することにより、ブラシレスＤＣモータ
の電機子電流の位相を誘起電圧よりも進ませて誘起電圧
を低減でき、この結果、高速回転を達成でき、しかも、
回転子の回転位置および回転速度を検出する機構、電気
回路等を不要にできるので、構成を簡素化できるという
特有の効果を奏する。According to a ninth aspect of the present invention, the advance phase angle determined in advance corresponding to the rotation speed command is output from the advance phase angle holding means, and the switching command output means is also considered in consideration of the output advance phase angle. By outputting the switching command from the controller and supplying it to the inverter, the phase of the armature current of the brushless DC motor can be advanced beyond the induced voltage to reduce the induced voltage, and as a result, high speed rotation can be achieved, and
Since a mechanism for detecting the rotation position and the rotation speed of the rotor, an electric circuit, and the like can be eliminated, a unique effect that the configuration can be simplified is achieved.

【００８３】請求項１０の発明は、進み位相角保持手段
に保持されている進み位相角が正確でない場合であって
も、進み位相角補正手段により補正されかつ必要に応じ
て制限された進み位相角をも考慮してスイッチング指令
出力手段からスイッチング指令を出力してインバータに
供給することにより、ブラシレスＤＣモータの電機子電
流の位相を誘起電圧よりも進ませて誘起電圧を低減で
き、この結果、高速回転を達成でき、しかも回転子の回
転位置および回転速度を検出する機構、電気回路等を不
要にできるので、構成を簡素化できるという特有の効果
を奏する。According to the tenth aspect of the present invention, even if the lead phase angle held in the lead phase angle holding means is not accurate, the lead phase corrected by the lead phase angle correction means and limited as required. By outputting the switching command from the switching command output means in consideration of the angle and supplying the switching command to the inverter, the phase of the armature current of the brushless DC motor can be advanced from the induced voltage to reduce the induced voltage. As a result, Since a high-speed rotation can be achieved and a mechanism for detecting the rotation position and the rotation speed of the rotor, an electric circuit, and the like can be eliminated, a unique effect that the configuration can be simplified is achieved.

【００８４】請求項１１の発明は、請求項１０の効果に
加え、電流垂下が必要であると判別された場合には進み
位相角補正手段により進み位相角が小さくなるように補
正を行なうので、電流垂下を高速に、かつ高精度に達成
できるという特有の効果を奏する。請求項１２の発明
は、請求項１０の効果に加え、電流垂下が必要であるこ
とを示す判別結果に基づいて回転速度指令を低下させる
べく補正して電流垂下を高速かつ高精度に達成できると
ともに、コンバータ通電電流に基づいて進み位相角の補
正をも行なうのでコンバータ通電電流を最小とすべくイ
ンバータ制御を行ない、一層高効率のブラシレスＤＣモ
ータの駆動を達成できるという特有の効果を奏する。According to the invention of claim 11, in addition to the effect of claim 10, the correction is made by the advance phase angle correction means so that the advance phase angle becomes smaller when it is determined that the current droop is necessary. It has a unique effect that current droop can be achieved at high speed and with high accuracy. According to the invention of claim 12, in addition to the effect of claim 10, the rotation speed command is corrected to be reduced based on the determination result indicating that the current droop is necessary, and the current droop can be achieved at high speed and with high accuracy. Since the lead phase angle is also corrected based on the converter energizing current, the inverter control is performed so as to minimize the converter energizing current, and it is possible to achieve a more efficient drive of the brushless DC motor.

【００８５】請求項１３の発明は、回転子鉄心に永久磁
石を埋込んでインダクタンスを大きく設定しているの
で、誘起電圧を大巾に低減でき、この結果、より高速の
回転を達成できるという特有の効果を奏する。According to the thirteenth aspect of the present invention, since the permanent magnet is embedded in the rotor core to set a large inductance, the induced voltage can be greatly reduced, and as a result, a higher speed rotation can be achieved. Produce the effect of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明のブラシレスＤＣモータ制御装置の一
実施例を概略的に示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing an embodiment of a brushless DC motor control device of the present invention.

【図２】この発明の制御方法が適用されるブラシレスＤ
Ｃモータの構成の一例を示す概略縦断面図である。FIG. 2 is a brushless D to which the control method of the present invention is applied.
It is a schematic longitudinal cross-sectional view showing an example of the configuration of a C motor.

【図３】この発明の制御方法が適用されるブラシレスＤ
Ｃモータの他の構成例を示す概略縦断面図である。FIG. 3 is a brushless D to which the control method of the present invention is applied.
It is a schematic longitudinal cross-sectional view showing another configuration example of the C motor.

【図４】回転子の表面に永久磁石を配置してなるブラシ
レスＤＣモータに対してｉｄ＝０制御を適用した場合、
ｉｄ＜０制御を適用した場合、回転子の内部に永久磁石
を埋込んでなるブラシレスＤＣモータに対してｉｄ＜０
制御を適用した場合の回転数に対するトルクの変化を示
す図である。FIG. 4 shows a case where id = 0 control is applied to a brushless DC motor in which a permanent magnet is arranged on the surface of a rotor,
When id <0 control is applied, id <0 for a brushless DC motor in which a permanent magnet is embedded inside the rotor.
It is a figure which shows the change of the torque with respect to the number of rotations when control is applied.

【図５】スキュー角度が０°の回転子を有するブラシレ
スＤＣモータの、回転子の回転位置に対応する１相当り
の空隙磁束密度の変化を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a change in the air gap magnetic flux density corresponding to 1 corresponding to the rotational position of the rotor of a brushless DC motor having a rotor with a skew angle of 0 °.

【図６】スキュー角度を大きく設定できる回転子の一例
を示す概略縦断面図である。FIG. 6 is a schematic vertical sectional view showing an example of a rotor capable of setting a large skew angle.

【図７】スキュー角度を大きく設定できる回転子の他の
例を示す概略縦断面図である。FIG. 7 is a schematic vertical sectional view showing another example of a rotor capable of setting a large skew angle.

【図８】回転子鉄心を５分割した具体例を示す斜視図で
ある。FIG. 8 is a perspective view showing a specific example in which a rotor core is divided into five parts.

【図９】図８の具体例の各分割部を示す図である。9 is a diagram showing each division unit of the specific example of FIG. 8. FIG.

【図１０】図８の具体例における、回転子の回転位置に
対応する１相当りの空隙磁束密度の変化を示す図であ
る。FIG. 10 is a diagram showing changes in the air gap magnetic flux density corresponding to 1 corresponding to the rotational position of the rotor in the specific example of FIG. 8;

【図１１】この発明の制御方法が適用されるブラシレス
ＤＣモータの構成のさらに他の例を示す概略縦断面図で
ある。FIG. 11 is a schematic vertical sectional view showing still another example of the configuration of the brushless DC motor to which the control method of the present invention is applied.

【図１２】この発明の制御方法が適用されるブラシレス
ＤＣモータの他の構成例を示す概略縦断面図である。FIG. 12 is a schematic vertical cross-sectional view showing another configuration example of the brushless DC motor to which the control method of the present invention is applied.

【図１３】この発明のブラシレスＤＣモータ駆動装置の
他の実施例を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment of the brushless DC motor drive device of the present invention.

【図１４】進み位相角テーブルに予め格納される進み位
相角と回転速度との関係を示す概略図である。FIG. 14 is a schematic diagram showing a relationship between a lead phase angle and a rotation speed that is stored in advance in a lead phase angle table.

【図１５】この発明のブラシレスＤＣモータ駆動装置の
他の実施例を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing another embodiment of the brushless DC motor drive device of the present invention.

【図１６】この発明のブラシレスＤＣモータ駆動装置の
他の実施例を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing another embodiment of the brushless DC motor drive device of the present invention.

【図１７】この発明のブラシレスＤＣモータ駆動装置の
他の実施例を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram showing another embodiment of the brushless DC motor drive device of the present invention.

【図１８】この発明のブラシレスＤＣモータ駆動装置の
他の実施例を示すブロック図である。FIG. 18 is a block diagram showing another embodiment of the brushless DC motor drive device of the present invention.

【図１９】この発明のブラシレスＤＣモータ駆動装置の
他の実施例を示すブロック図である。FIG. 19 is a block diagram showing another embodiment of the brushless DC motor drive device of the present invention.

【図２０】この発明のブラシレスＤＣモータ駆動装置の
他の実施例を示すブロック図である。FIG. 20 is a block diagram showing another embodiment of the brushless DC motor drive device of the present invention.

【図２１】この発明のブラシレスＤＣモータ駆動装置の
他の実施例を示すブロック図である。FIG. 21 is a block diagram showing another embodiment of the brushless DC motor drive device of the present invention.

【図２２】回転子鉄心の周縁に永久磁石を貼り付けてな
る回転子を有するブラシレスＤＣモータの特性を示す図
である。FIG. 22 is a diagram showing characteristics of a brushless DC motor having a rotor having permanent magnets attached to the periphery of a rotor core.

【図２３】最高回転数を高く設定した場合のブラシレス
ＤＣモータの特性を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing characteristics of a brushless DC motor when the maximum rotation speed is set high.

【図２４】回転数の変動に対応するブラシレスＤＣモー
タの効率を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing the efficiency of a brushless DC motor corresponding to a change in rotation speed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

３ インバータ ４ ブラシレスＤＣモータ ６
インバータ制御部 ４１ 電機子 ４２ 回転子 ４２ａ 回転子鉄心
４２ｂ 永久磁石 ５１ 回転位置検出部 ５２ 回転速度算出部 ６
１ 入力電流検出部 ６２ 電流垂下要否判別部 ６３ 回転速度指令低減
部 ６６ ＰＷＭ制御部 ６７ 進み位相角テーブル ６８ 進み位相角補正演算部 ６９ 進み位相角補正
部 ７０ 進み位相角制限部 ７１ 出力電圧演算部 ７２ 出力電圧補正演算部 ７３ 回転速度偏差演算
部3 Inverter 4 Brushless DC motor 6
Inverter control unit 41 Armature 42 Rotor 42a Rotor iron core 42b Permanent magnet 51 Rotation position detection unit 52 Rotation speed calculation unit 6
1 Input Current Detection Unit 62 Current Drooping Necessity Determination Unit 63 Rotation Speed Command Reduction Unit 66 PWM Control Unit 67 Leading Phase Angle Table 68 Leading Phase Angle Correction Calculation Unit 69 Leading Phase Angle Correction Unit 70 Leading Phase Angle Limiting Unit 71 Output Voltage Calculation 72 Output voltage correction calculator 73 Rotation speed deviation calculator

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 回転子鉄心（４２ａ）に永久磁石（４２
ｂ）を設けてなる回転子（４２）と電機子鉄心に三相巻
線を設けてなる電機子（４１）とを有するブラシレスＤ
Ｃモータ（４）の前記三相巻線に供給する三相交流電流
をインバータ（３）により制御する駆動方法であって、
ブラシレスＤＣモータ（４）の電機子電流の位相を誘起
電圧よりも進ませるべくインバータ（３）の出力電流あ
るいは電圧を制御することを特徴とするブラシレスＤＣ
モータ駆動方法。1. A permanent magnet (42) is attached to a rotor core (42a).
A brushless D having a rotor (42) provided with b) and an armature (41) provided with a three-phase winding on an armature core.
A driving method for controlling a three-phase alternating current supplied to the three-phase winding of a C motor (4) by an inverter (3),
Brushless DC characterized by controlling the output current or voltage of the inverter (3) so as to advance the phase of the armature current of the brushless DC motor (4) beyond the induced voltage.
Motor drive method. 【請求項２】 ブラシレスＤＣモータ（４）が、回転子
鉄心（４２ａ）に永久磁石（４２ｂ）を埋込んでなる回
転子（４２）を有するものである請求項１に記載のブラ
シレスＤＣモータ駆動方法。2. The brushless DC motor drive according to claim 1, wherein the brushless DC motor (4) has a rotor (42) in which a permanent magnet (42b) is embedded in a rotor core (42a). Method. 【請求項３】 ブラシレスＤＣモータ（４）が圧縮機を
駆動するものである請求項１または請求項２に記載のブ
ラシレスＤＣモータ駆動方法。3. The brushless DC motor driving method according to claim 1, wherein the brushless DC motor (4) drives a compressor. 【請求項４】 回転子鉄心（４２ａ）に永久磁石（４２
ｂ）を設けてなる回転子（４２）と電機子鉄心に三相巻
線を設けてなる電機子（４１）とを有するブラシレスＤ
Ｃモータ（４）の前記三相巻線に供給する三相交流電流
をインバータ（３）により制御する駆動装置であって、
ブラシレスＤＣモータ（４）の電機子電流の位相を誘起
電圧よりも進ませるべくインバータ（３）の出力電流あ
るいは電圧を制御するインバータ制御手段（６）を含む
ことを特徴とするブラシレスＤＣモータ駆動装置。4. A permanent magnet (42) is attached to the rotor core (42a).
A brushless D having a rotor (42) provided with b) and an armature (41) provided with a three-phase winding on an armature core.
A drive device for controlling a three-phase alternating current supplied to the three-phase winding of a C motor (4) by an inverter (3),
A brushless DC motor drive device including an inverter control means (6) for controlling the output current or voltage of the inverter (3) so as to advance the phase of the armature current of the brushless DC motor (4) beyond the induced voltage. .. 【請求項５】 インバータ制御手段（６）が、ブラシレ
スＤＣモータ（４）の回転子の回転位置および回転速度
を検出する回転子位置・速度検出手段（５１）（５２）
と、ブラシレスＤＣモータ（４）の回転速度に対応する
進み位相角を出力する進み位相角保持手段（６７）と、
ブラシレスＤＣモータ（４）に対する回転速度指令に基
づいて定まる電圧指令および出力された進み位相角を入
力としてインバータ（３）に供給すべきスイッチング指
令を出力するスイッチング指令出力手段（６６）とを含
んでいる請求項４に記載のブラシレスＤＣモータ駆動装
置。5. Inverter control means (6) detects rotor position and speed of a rotor of a brushless DC motor (4), rotor position / speed detecting means (51) (52).
And a lead phase angle holding means (67) for outputting a lead phase angle corresponding to the rotation speed of the brushless DC motor (4),
A switching command output means (66) for outputting a switching command to be supplied to the inverter (3) using the voltage command determined based on the rotation speed command for the brushless DC motor (4) and the output lead phase angle as inputs. The brushless DC motor drive device according to claim 4. 【請求項６】 インバータ制御手段（６）が、ブラシレ
スＤＣモータ（４）の回転子の回転位置および回転速度
を検出する回転子位置・速度検出手段（５１）（５２）
と、ブラシレスＤＣモータ（４）の回転速度に対応する
進み位相角を出力する進み位相角保持手段（６７）と、
回転速度指令に対する実際の回転速度の偏差に基づい
て、出力された進み位相角を補正する進み位相角補正手
段（６８）（６９）と、補正された進み位相角が所定の
進み位相角を越えないように制限する進み位相角制限手
段（７０）と、ブラシレスＤＣモータ（４）に対する回
転速度指令に基づいて定まる電圧指令および補正され、
かつ必要に応じて制限された進み位相角を入力としてイ
ンバータ（３）に供給すべきスイッチング指令を出力す
るスイッチング指令出力手段（６６）とを含んでいる請
求項４に記載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。6. Rotor position / speed detecting means (51) (52) for detecting the rotational position and rotational speed of the rotor of the brushless DC motor (4) by the inverter control means (6).
And a lead phase angle holding means (67) for outputting a lead phase angle corresponding to the rotation speed of the brushless DC motor (4),
Based on the deviation of the actual rotational speed from the rotational speed command, the advanced phase angle correction means (68) (69) for correcting the output advanced phase angle, and the corrected advanced phase angle exceed a predetermined advanced phase angle. A lead phase angle limiting means (70) for limiting the rotation speed and a voltage command determined based on a rotation speed command for the brushless DC motor (4) and corrected.
5. The brushless DC motor drive device according to claim 4, further comprising switching command output means (66) which outputs a switching command to be supplied to the inverter (3) by inputting a limited advance phase angle as necessary. .. 【請求項７】 コンバータ（２）の通電電流に基づいて
電流垂下の要否を判別する電流垂下要否判別手段（６
１）（６２）をさらに含んでいるとともに、進み位相角
補正手段（６８）（６９）が、回転速度指令に対する実
際の回転速度の偏差および電流垂下要否判別結果に基づ
いて、出力された進み位相角を補正するものである請求
項６に記載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。7. A current drooping necessity determining means (6) for judging whether or not current drooping is necessary based on the current passed through the converter (2).
1) (62) is further included, and the lead phase angle correction means (68) (69) output the lead based on the deviation of the actual rotation speed from the rotation speed command and the current droop necessity determination result. The brushless DC motor drive device according to claim 6, which is for correcting a phase angle. 【請求項８】 コンバータ（２）の通電電流に基づいて
電流垂下の要否を判別して回転速度指令を補正する回転
速度指令補正手段（６１）（６２）（６３）をさらに含
んでいるとともに、進み位相角補正手段（６８）（６
９）が、回転速度指令に対する実際の回転速度の偏差お
よびコンバータ（２）の通電電流に基づいて、出力され
た進み位相角を補正するものである請求項６に記載のブ
ラシレスＤＣモータ駆動装置。8. The system further includes rotation speed command correction means (61) (62) (63) for correcting the rotation speed command by determining whether or not current drooping is necessary based on the current supplied to the converter (2). , Lead phase angle correction means (68) (6
7. The brushless DC motor drive device according to claim 6, wherein 9) corrects the output lead phase angle based on the deviation of the actual rotation speed from the rotation speed command and the energization current of the converter (2). 【請求項９】 インバータ制御手段（６）が、回転速度
指令に対応する進み位相角を出力する進み位相角保持手
段（６７）と、回転速度指令に基づいて定まる電圧指令
および出力された進み位相角を入力としてインバータ
（３）に供給すべきスイッチング指令を出力するスイッ
チング指令出力手段（６６）（７２）とを含んでいる請
求項４に記載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。9. An inverter control means (6) outputs a lead phase angle corresponding to a rotation speed command, a lead phase angle holding means (67), a voltage command determined based on the rotation speed command, and an output lead phase. The brushless DC motor drive device according to claim 4, further comprising switching command output means (66) (72) which outputs a switching command to be supplied to the inverter (3) using the angle as an input. 【請求項１０】 インバータ制御手段（６）が、回転速
度指令に対応する進み位相角を出力する進み位相角保持
手段（６７）と、回転速度指令に対するインバータ
（３）の出力周波数に基づいて定まる回転速度の偏差に
基づいて、出力された進み位相角を補正する進み位相角
補正手段（６８）（６９）（７３）と、補正された進み
位相角が所定の進み位相角を越えないように制限する進
み位相角制限手段（７０）と、回転速度指令および補正
され、かつ必要に応じて制限された進み位相角を入力と
してインバータ（３）に供給すべきスイッチング指令を
出力するスイッチング指令出力手段（６６）（７１）
（７２）とを含んでいる請求項４に記載のブラシレスＤ
Ｃモータ駆動装置。10. The inverter control means (6) is determined based on a lead phase angle holding means (67) for outputting a lead phase angle corresponding to the rotation speed command and an output frequency of the inverter (3) for the rotation speed command. Leading phase angle correction means (68) (69) (73) for correcting the output lead phase angle based on the deviation of the rotational speed, and the corrected lead phase angle so as not to exceed a predetermined lead phase angle. A leading phase angle limiting means (70) for limiting, and a switching command output means for outputting a switching command to be supplied to the inverter (3) with the rotation speed command and the corrected and if necessary limited leading phase angle as an input. (66) (71)
The brushless D according to claim 4, including (72).
C motor drive device. 【請求項１１】 コンバータ（２）の通電電流に基づい
て電流垂下の要否を判別する電流垂下要否判別手段（６
１）（６２）をさらに含んでいるとともに、進み位相角
補正手段（６８）（６９）（７３）が、回転速度指令に
対するインバータ（３）の出力周波数に基づいて定まる
回転速度の偏差および電流垂下要否判別結果に基づい
て、出力された進み位相角を補正するものである請求項
１０に記載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。11. A current drooping necessity determining means (6) for judging whether or not current drooping is necessary based on a current passed through a converter (2).
1) (62) is further included, and the advance phase angle correction means (68) (69) (73) determines the deviation of the rotation speed and the current droop which are determined based on the output frequency of the inverter (3) with respect to the rotation speed command. The brushless DC motor drive device according to claim 10, wherein the output lead phase angle is corrected based on the necessity determination result. 【請求項１２】 コンバータ（２）の通電電流に基づい
て電流垂下の要否を判別して回転速度指令を補正する回
転速度指令補正手段（６１）（６２）（６３）をさらに
含んでいるとともに、進み位相角補正手段（６８）（６
９）（７３）が、回転速度指令に対するインバータ
（３）の出力周波数に基づいて定まる回転速度の偏差お
よびコンバータ（２）の通電電流に基づいて、出力され
た進み位相角を補正するものである請求項１０に記載の
ブラシレスＤＣモータ駆動装置。12. Rotation speed command correction means (61) (62) (63) for determining whether or not current drooping is necessary based on the current supplied to the converter (2) to correct the rotation speed command, and further. , Lead phase angle correction means (68) (6
9) (73) corrects the output lead phase angle based on the deviation of the rotation speed determined based on the output frequency of the inverter (3) with respect to the rotation speed command and the energization current of the converter (2). The brushless DC motor drive device according to claim 10. 【請求項１３】 ブラシレスＤＣモータ（４）が、回転
子鉄心（４２ａ）に永久磁石（４２ｂ）を埋込んでなる
回転子（４２）を有するものである請求項４から請求項
１２の何れかに記載のブラシレスＤＣモータ駆動装置。13. The brushless DC motor (4) has a rotor (42) in which a permanent magnet (42b) is embedded in a rotor iron core (42a), as claimed in any one of claims 4 to 12. The brushless DC motor drive device described in 1.
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