JPH07135793A - 無整流子電動機の制御方法およびその装置 - Google Patents
無整流子電動機の制御方法およびその装置Info
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- JPH07135793A JPH07135793A JP5304708A JP30470893A JPH07135793A JP H07135793 A JPH07135793 A JP H07135793A JP 5304708 A JP5304708 A JP 5304708A JP 30470893 A JP30470893 A JP 30470893A JP H07135793 A JPH07135793 A JP H07135793A
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 無整流子電動機の回転子の1回転中における
回転の円滑化を図る。 【構成】 回転子1aの位置を位置検出部5で検出し、
検出信号A1,B1,C1により回転子の1周期(1回
転)を各区間の時間算出部10で複数の区間に分割し、
各区間の時間を算出し、各区間時間と平均時間との差算
出部11dで1回転中における各区間の平均時間を算出
し、各区間の時間と平均時間との差を算出してファジィ
コントローラ13の入力1とし各区間時間と平均時間と
の差の変化割合を変化割合算出部12で算出してファジ
ィコントローラ13の入力2とし、このファジィ演算結
果により各区間の印加する電圧の増減値算出部14で電
機子巻線A,B,Cに印加する電圧の増減値を算出し、
回転制御するメインコントローラ15で各区間における
回転速度が一定値となるように、電機子巻線A,B,C
の印加電圧を可変する。
回転の円滑化を図る。 【構成】 回転子1aの位置を位置検出部5で検出し、
検出信号A1,B1,C1により回転子の1周期(1回
転)を各区間の時間算出部10で複数の区間に分割し、
各区間の時間を算出し、各区間時間と平均時間との差算
出部11dで1回転中における各区間の平均時間を算出
し、各区間の時間と平均時間との差を算出してファジィ
コントローラ13の入力1とし各区間時間と平均時間と
の差の変化割合を変化割合算出部12で算出してファジ
ィコントローラ13の入力2とし、このファジィ演算結
果により各区間の印加する電圧の増減値算出部14で電
機子巻線A,B,Cに印加する電圧の増減値を算出し、
回転制御するメインコントローラ15で各区間における
回転速度が一定値となるように、電機子巻線A,B,C
の印加電圧を可変する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は空気調和機の圧縮機等
に用いる無整流子電動機(ブラシレスモータ)の制御技
術に係り、特に詳しくは、回転の円滑化を図る無整流子
電動機の制御方法に関するものである。
に用いる無整流子電動機(ブラシレスモータ)の制御技
術に係り、特に詳しくは、回転の円滑化を図る無整流子
電動機の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この無整流子電動機(ブラシレスモー
タ)を例えば圧縮機等のモータとして利用する場合、例
えば図19に示す制御装置が必要である。図19におい
て、この制御装置は、無整流子電動機(例えば3相4極
ブラシレスモータ)1を商用電源2で駆動するために、
同商用電源2を直流変換する交流/直流変換部3と、こ
の変換した直流電源をスイッチングして無整流子電動機
1に印加するスイッチング回路4と、無整流子電動機1
の回転子1aの位置を検出する位置検出回路5と、無整
流子電動機1を回転制御する制御信号を出力し、かつそ
の検出した回転子1aの位置(位置検出信号A1,B
1,C1)に基づいて無整流子電動機1を回転数を検出
するとともに、同無整流子電動機1の回転数を目標回転
に可変制御するためのチョッピング信号を出力する制御
部(マイクロコンピュータ)6と、このチョッピング信
号により制御信号(例えばHレベル)をチョッピングす
るチョッピング回路7と、このチョッピングした制御信
号によりスイッチング回路4のトランジスタをオン、オ
フするドライブ回路8とを備えている。
タ)を例えば圧縮機等のモータとして利用する場合、例
えば図19に示す制御装置が必要である。図19におい
て、この制御装置は、無整流子電動機(例えば3相4極
ブラシレスモータ)1を商用電源2で駆動するために、
同商用電源2を直流変換する交流/直流変換部3と、こ
の変換した直流電源をスイッチングして無整流子電動機
1に印加するスイッチング回路4と、無整流子電動機1
の回転子1aの位置を検出する位置検出回路5と、無整
流子電動機1を回転制御する制御信号を出力し、かつそ
の検出した回転子1aの位置(位置検出信号A1,B
1,C1)に基づいて無整流子電動機1を回転数を検出
するとともに、同無整流子電動機1の回転数を目標回転
に可変制御するためのチョッピング信号を出力する制御
部(マイクロコンピュータ)6と、このチョッピング信
号により制御信号(例えばHレベル)をチョッピングす
るチョッピング回路7と、このチョッピングした制御信
号によりスイッチング回路4のトランジスタをオン、オ
フするドライブ回路8とを備えている。
【0003】上記無整流子電動機の制御装置において、
無整流子電動機1の複数の電機子巻線A,B,Cに印加
する電圧はマイクロコンピュータ6からのチョッピング
信号のオンオフ比(オン時間)によって変化し、つまり
無整流子電動機1の回転数はそのチョッピング信号のオ
ンオフ比によって決まる。したがって、上記検出した無
整流子電動機1の回転数に基づいてそのチョッピング信
号のオンオフ比を可変すれば、同無整流子電動機1の回
転数を所定に制御することができる。
無整流子電動機1の複数の電機子巻線A,B,Cに印加
する電圧はマイクロコンピュータ6からのチョッピング
信号のオンオフ比(オン時間)によって変化し、つまり
無整流子電動機1の回転数はそのチョッピング信号のオ
ンオフ比によって決まる。したがって、上記検出した無
整流子電動機1の回転数に基づいてそのチョッピング信
号のオンオフ比を可変すれば、同無整流子電動機1の回
転数を所定に制御することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図20に示
すように、無整流子電動機1を空気調和機の圧縮機モー
タとして利用した場合同圧縮機は冷媒を吸入し、圧縮し
て吐出する構造になっており、この吸入、圧縮および吐
出の1サイクル中の圧縮時には無整流子電動機1の負荷
が最も重くなり、圧縮した冷媒を吐出した瞬間にはその
負荷が最も軽くなる。
すように、無整流子電動機1を空気調和機の圧縮機モー
タとして利用した場合同圧縮機は冷媒を吸入し、圧縮し
て吐出する構造になっており、この吸入、圧縮および吐
出の1サイクル中の圧縮時には無整流子電動機1の負荷
が最も重くなり、圧縮した冷媒を吐出した瞬間にはその
負荷が最も軽くなる。
【0005】そのために、無整流子電動機1の回転速度
は、吸入した冷媒を圧縮するときに遅く、圧縮した冷媒
の吐出寸前に最も遅くなり、同圧縮した冷媒を吐出した
ときに速くなる。
は、吸入した冷媒を圧縮するときに遅く、圧縮した冷媒
の吐出寸前に最も遅くなり、同圧縮した冷媒を吐出した
ときに速くなる。
【0006】つまり、圧縮機の1サイクル中(回転子1
aの1回転中)の各区間、例えば12分割とした場合こ
の12分割の各区間においては回転速度が不均一とな
り、回転が円滑でなくなり、振動や騒音発生の要因にな
っている。これは、図19の制御部6から出力されるチ
ィッピング信号により、可変する1回転中の各区間毎に
印加する電圧が下記表2に示すように一定値(100
V)になるからである。なお、下記表2の上段の単位は
msで、その下段の単位はVである。
aの1回転中)の各区間、例えば12分割とした場合こ
の12分割の各区間においては回転速度が不均一とな
り、回転が円滑でなくなり、振動や騒音発生の要因にな
っている。これは、図19の制御部6から出力されるチ
ィッピング信号により、可変する1回転中の各区間毎に
印加する電圧が下記表2に示すように一定値(100
V)になるからである。なお、下記表2の上段の単位は
msで、その下段の単位はVである。
【0007】
【表2】
【0008】そこで、例えば無整流子電動機1に特殊な
機構を付加し、あるいは特殊な回路を付加すれば、上記
振動や騒音発生の要因をなくすることが可能であるが、
特殊な機構や回路等を採ることにより、コスト高にな
り、また新たな機構や回路によって品質の面で問題が生
じることもある。
機構を付加し、あるいは特殊な回路を付加すれば、上記
振動や騒音発生の要因をなくすることが可能であるが、
特殊な機構や回路等を採ることにより、コスト高にな
り、また新たな機構や回路によって品質の面で問題が生
じることもある。
【0009】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は新たな機構や回路の付加なしに、無整
流子電動機の回転を円滑にすることができ、ひいては振
動や騒音の発生を抑えることができ、かつ安価に済ませ
ることができるようにした無整流子電動機の制御方法を
提供することにある。
あり、その目的は新たな機構や回路の付加なしに、無整
流子電動機の回転を円滑にすることができ、ひいては振
動や騒音の発生を抑えることができ、かつ安価に済ませ
ることができるようにした無整流子電動機の制御方法を
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は無整流子電動機の回転子の位置を検出す
るとともに、該検出した位置の信号(位置検出信号)に
基づいて同無整流子電動機の複数の電機子巻線への通電
切り替えを行って同無整流子電動機の回転子を回転制御
し、かつ各電機子巻線に印加する電圧を可変して同回転
子の回転数を制御する無整流子電動機の制御方法であっ
て、前記位置検出信号により前記回転子の1周期(1回
転)を複数の区間に分割し、該分割した各区間における
回転子の回転速度を検出するとともに、該回転速度の平
均値を算出し、かつ前記各区間における回転速度と平均
値との差の変化する割合を算出し、前記各区間における
回転速度と平均値との差を入力1とし、前記各区間にお
ける回転速度と平均値との差の変化する割合を入力2と
して所定制御ルールおよびメンバシップ関数にしたがっ
てファジィ演算し、該ファジィ演算結果により前記無整
流子電動機の各電機子巻線に印加する電圧を補正し、前
記各区間における回転速度が一定となるようにしたこと
を要旨とする。
に、この発明は無整流子電動機の回転子の位置を検出す
るとともに、該検出した位置の信号(位置検出信号)に
基づいて同無整流子電動機の複数の電機子巻線への通電
切り替えを行って同無整流子電動機の回転子を回転制御
し、かつ各電機子巻線に印加する電圧を可変して同回転
子の回転数を制御する無整流子電動機の制御方法であっ
て、前記位置検出信号により前記回転子の1周期(1回
転)を複数の区間に分割し、該分割した各区間における
回転子の回転速度を検出するとともに、該回転速度の平
均値を算出し、かつ前記各区間における回転速度と平均
値との差の変化する割合を算出し、前記各区間における
回転速度と平均値との差を入力1とし、前記各区間にお
ける回転速度と平均値との差の変化する割合を入力2と
して所定制御ルールおよびメンバシップ関数にしたがっ
てファジィ演算し、該ファジィ演算結果により前記無整
流子電動機の各電機子巻線に印加する電圧を補正し、前
記各区間における回転速度が一定となるようにしたこと
を要旨とする。
【0011】
【作用】上記手段としたので、無整流子電動機の回転子
の位置検出信号に基づいて同回転子の1周期中(1回転
中)が複数の区間に分割され、各区間における回転子の
回転速度が算出されるとともに、各区間における回転速
度の平均値が算出される。この回転速度と平均値との差
および各区間の回転速度と平均値との差の変化割合が算
出され、ファジィ演算の入力とされる。
の位置検出信号に基づいて同回転子の1周期中(1回転
中)が複数の区間に分割され、各区間における回転子の
回転速度が算出されるとともに、各区間における回転速
度の平均値が算出される。この回転速度と平均値との差
および各区間の回転速度と平均値との差の変化割合が算
出され、ファジィ演算の入力とされる。
【0012】このファジィ演算では、例えば各区間の回
転速度と平均値との差が正方向に大きく、各区間の回転
速度と平均値との差の変化割合が正方向に大きいほど、
各電機子巻線に印加する電圧をより小さくする増減値が
得られる。
転速度と平均値との差が正方向に大きく、各区間の回転
速度と平均値との差の変化割合が正方向に大きいほど、
各電機子巻線に印加する電圧をより小さくする増減値が
得られる。
【0013】逆に、各区間の回転速度と平均値との差が
負方向に大きく、各区間の回転速度と平均値との差の変
化割合が負方向に大きいほど、各電機子巻線に印加する
電圧をより大きくする増減値が得られる。
負方向に大きく、各区間の回転速度と平均値との差の変
化割合が負方向に大きいほど、各電機子巻線に印加する
電圧をより大きくする増減値が得られる。
【0014】このように、各区間における回転速度と平
均値との差により、電機子巻線の印加電圧を可変する割
合が変えられ、しかも各区間における回転速度が平均値
となるように、無整流子電動機の各電機子巻線の印加電
圧が各区間毎に可変されることから、無整流子電動機の
回転が円滑になる。
均値との差により、電機子巻線の印加電圧を可変する割
合が変えられ、しかも各区間における回転速度が平均値
となるように、無整流子電動機の各電機子巻線の印加電
圧が各区間毎に可変されることから、無整流子電動機の
回転が円滑になる。
【0015】
【実施例】この発明の無整流子電動機の制御方法および
その装置は、無整流子電動機の回転子の位置を検出した
信号(位置検出信号)により同回転子の1周期(1回
転)を複数の区間に分割し、この分割した区間における
回転子の回転速度を検出するとともに、この回転速度の
平均値を算出し、各区間における回転速度と平均値との
差を入力1とし、その各区間の回転速度と平均値との差
の変化割合を入力2とし、所定メンバシップ関数および
制御ルールにしたがって各区間における回転速度の増減
値をファジィ演算し、このファジィ演算結果により、各
区間における回転速度を平均値とするために、電機子巻
線に印加する電圧を補正し、無整流子電動機の負荷が変
動した場合においても、各区間における回転速度を平均
値に維持可能とする。
その装置は、無整流子電動機の回転子の位置を検出した
信号(位置検出信号)により同回転子の1周期(1回
転)を複数の区間に分割し、この分割した区間における
回転子の回転速度を検出するとともに、この回転速度の
平均値を算出し、各区間における回転速度と平均値との
差を入力1とし、その各区間の回転速度と平均値との差
の変化割合を入力2とし、所定メンバシップ関数および
制御ルールにしたがって各区間における回転速度の増減
値をファジィ演算し、このファジィ演算結果により、各
区間における回転速度を平均値とするために、電機子巻
線に印加する電圧を補正し、無整流子電動機の負荷が変
動した場合においても、各区間における回転速度を平均
値に維持可能とする。
【0016】そのため、この発明の無整流子電動機の制
御装置は図1に示す構成になっている。なお、図中、図
19と同一部分には同一符号を重複説明を省略する。
御装置は図1に示す構成になっている。なお、図中、図
19と同一部分には同一符号を重複説明を省略する。
【0017】図1において、この制御装置は、位置検出
部5からの位置検出信号A1,B1,C1に基づいて無
整流子電動機1の回転子1aの1回転中を複数に分割
し、この分割した各区間の時間(各区間における回転速
度に対応する値)を算出する各区間の時間算出部10
と、この算出した各区間の時間により1回転中における
各区間の平均時間を算出するとともに、その各区間の時
間と平均時間との差を算出する各区間時間と平均時間と
の差算出部11と、その算出した各区間の時間と平均時
間との差の変化する割合を算出する各区間時間と平均時
間との差の変化割合算出部12と、その算出した時間差
を入力1とし、時間差の変化割合を入力2とし、下記表
1の制御ルールおよび図2ないし図4に示すメンバシッ
プ関数に基づいてファジィ演算して回転子1aの回転速
度の増減値を算出するファジィコントロール13と、こ
の算出した増減値に基づいて無整流子電動機1の複数の
電機子巻線A,B,Cに印加する電圧の増減値ΔVαを
算出する各区間の印加電圧の増減値算出部14と、図1
9に示す制御部(マイクロコンピュータ)6機能の他
に、上記算出された増減値ΔVαに基づいて無整流子電
動機1の各電機子巻線A,B,Cに印加する電圧を補
正、制御するメインコントローラ15とを備えている。
部5からの位置検出信号A1,B1,C1に基づいて無
整流子電動機1の回転子1aの1回転中を複数に分割
し、この分割した各区間の時間(各区間における回転速
度に対応する値)を算出する各区間の時間算出部10
と、この算出した各区間の時間により1回転中における
各区間の平均時間を算出するとともに、その各区間の時
間と平均時間との差を算出する各区間時間と平均時間と
の差算出部11と、その算出した各区間の時間と平均時
間との差の変化する割合を算出する各区間時間と平均時
間との差の変化割合算出部12と、その算出した時間差
を入力1とし、時間差の変化割合を入力2とし、下記表
1の制御ルールおよび図2ないし図4に示すメンバシッ
プ関数に基づいてファジィ演算して回転子1aの回転速
度の増減値を算出するファジィコントロール13と、こ
の算出した増減値に基づいて無整流子電動機1の複数の
電機子巻線A,B,Cに印加する電圧の増減値ΔVαを
算出する各区間の印加電圧の増減値算出部14と、図1
9に示す制御部(マイクロコンピュータ)6機能の他
に、上記算出された増減値ΔVαに基づいて無整流子電
動機1の各電機子巻線A,B,Cに印加する電圧を補
正、制御するメインコントローラ15とを備えている。
【0018】
【表1】
【0019】なお、図2ないし図4中、X,Y,Zは係
数である。また、各区間の時間算出部10、各区間時間
と平均時間との差算出部11、各区間時間と平均時間と
の差の変化割合算出部12、ファジィコントローラ1
3、各区間の印加電圧の増減値算出部14およびメイン
コントローラ15は図19に示す制御部6に対応する制
御部(マイクロコンピュータ)16の各機能である。
数である。また、各区間の時間算出部10、各区間時間
と平均時間との差算出部11、各区間時間と平均時間と
の差の変化割合算出部12、ファジィコントローラ1
3、各区間の印加電圧の増減値算出部14およびメイン
コントローラ15は図19に示す制御部6に対応する制
御部(マイクロコンピュータ)16の各機能である。
【0020】次に、上記構成の無整流子電動機の制御装
置の動作、制御方法を図2ないし4図のメンバシップ関
数の模式図、図5ないし図16のモータ動作図、図17
および図18のタイムチャート図を参照して詳しく説明
する。
置の動作、制御方法を図2ないし4図のメンバシップ関
数の模式図、図5ないし図16のモータ動作図、図17
および図18のタイムチャート図を参照して詳しく説明
する。
【0021】まず、メインコントローラ15は無整流子
電動機1を所定回転数とするために所定の制御信号(例
えばPWM信号)およびチョッピング信号を出力し、同
無整流子電動機1を回転制御する。このとき、位置検出
回路5は無整流子電動機1の回転子1aの位置を検出し
て位置検出信号A1,B1,C1(図17(a)ないし
(c)に示す)をメインコントローラ15に出力する。
なお、無整流子電動機1の回転子1aの位置は無整流子
電動機1内部に設けたホール素子を用いて検出するよう
にしてもよい。
電動機1を所定回転数とするために所定の制御信号(例
えばPWM信号)およびチョッピング信号を出力し、同
無整流子電動機1を回転制御する。このとき、位置検出
回路5は無整流子電動機1の回転子1aの位置を検出し
て位置検出信号A1,B1,C1(図17(a)ないし
(c)に示す)をメインコントローラ15に出力する。
なお、無整流子電動機1の回転子1aの位置は無整流子
電動機1内部に設けたホール素子を用いて検出するよう
にしてもよい。
【0022】すると、メインコントローラ15はその位
置検出信号A1,B1,C1を取り込むとともに、同位
置検出信号に基づいて無整流子電動機1の各電機子巻線
A,B,Cの通電を切り替える制御信号を出力し、また
各電機子巻線A,B,Cに印加する電圧を可変するため
のチョッピング信号を出力する。
置検出信号A1,B1,C1を取り込むとともに、同位
置検出信号に基づいて無整流子電動機1の各電機子巻線
A,B,Cの通電を切り替える制御信号を出力し、また
各電機子巻線A,B,Cに印加する電圧を可変するため
のチョッピング信号を出力する。
【0023】一方、位置検出回路5からの位置検出信号
A1,B1,C1が各区間の時間算出部10に入力して
おり、各区間の時間算出部10は取り込んだ位置検出信
号A1,B1,C1により無整流子電動機1の回転子1
aの1周期を複数の区間に分割するともに、各区間にお
ける回転子1aの回転速度を算出する。
A1,B1,C1が各区間の時間算出部10に入力して
おり、各区間の時間算出部10は取り込んだ位置検出信
号A1,B1,C1により無整流子電動機1の回転子1
aの1周期を複数の区間に分割するともに、各区間にお
ける回転子1aの回転速度を算出する。
【0024】例えば、無整流子電動機1が3相4極モー
タである場合、位置検出回路5が位置検出信号A1,B
1,C1を出力し、各区間の時間算出部10はその位置
検出信号A1,B1,C1の立ち上がり、および立ち下
がりにより図5ないし図16に示す12種類の回転子1
aの位置を検出し、同回転子1aの1周期を12分割し
た各区間の時間T1ないしT12を算出する。なお、図
5ないし図16に示す回転子1aの位置は図17の矢印
aないしlに示すタイミング時のものである。
タである場合、位置検出回路5が位置検出信号A1,B
1,C1を出力し、各区間の時間算出部10はその位置
検出信号A1,B1,C1の立ち上がり、および立ち下
がりにより図5ないし図16に示す12種類の回転子1
aの位置を検出し、同回転子1aの1周期を12分割し
た各区間の時間T1ないしT12を算出する。なお、図
5ないし図16に示す回転子1aの位置は図17の矢印
aないしlに示すタイミング時のものである。
【0025】その各区間の時間T1ないしT12を入力
した各区間時間と平均時間との差算出部11は各区間の
平均時間Taを算出し、この平均時間Taと各区間の時
間T1ないしT12とを比較してその差((Tn−T
a);n=1〜12)を算出する。また、その各区間の
時間T1ないしT12を入力した各区間時間と平均時間
との差の変化割合算出部12は同じく各区間時間と平均
時間との差(Tn−Ta)を算出するとともに、その差
の変化する割合(Tn−Ta)/dtを算出する。
した各区間時間と平均時間との差算出部11は各区間の
平均時間Taを算出し、この平均時間Taと各区間の時
間T1ないしT12とを比較してその差((Tn−T
a);n=1〜12)を算出する。また、その各区間の
時間T1ないしT12を入力した各区間時間と平均時間
との差の変化割合算出部12は同じく各区間時間と平均
時間との差(Tn−Ta)を算出するとともに、その差
の変化する割合(Tn−Ta)/dtを算出する。
【0026】上記算出された各区間時間と平均時間との
差(Tn−Ta)および各区間時間と平均時間との差の
変化割合(Tn−Ta)/dtが入力1、入力2として
ファジィコントローラ13に入力する。ファジィコント
ローラ13は、図2ないし図4に示すメンバシップ関数
で定義し、表1に示す制御ルールにしたがってファジィ
演算する。一例としては、IF (Tn−Ta)=NL
AND (Tn−Ta)/dt=NL THEN 回
転速度の増減値=PLの式にファジィ演算を行なう。
差(Tn−Ta)および各区間時間と平均時間との差の
変化割合(Tn−Ta)/dtが入力1、入力2として
ファジィコントローラ13に入力する。ファジィコント
ローラ13は、図2ないし図4に示すメンバシップ関数
で定義し、表1に示す制御ルールにしたがってファジィ
演算する。一例としては、IF (Tn−Ta)=NL
AND (Tn−Ta)/dt=NL THEN 回
転速度の増減値=PLの式にファジィ演算を行なう。
【0027】具体的には、a時点とb時点の区間の時間
T1と平均時間Taとの差(T1−Ta)が1回転中に
対して負方向に大きく、またその区間の時間の差の変化
割合(Tn−Ta)/dtが負方向に大きく(図18
(a)に示す)、つまりその区間の時間T1が平均時間
Taより非常に短く、その区間の時間の差の変化割合が
非常に減るものとする。すると、ファジィ演算では、そ
の区間の回転速度が非常に大きくなるように、回転速度
を増加する増減値が算出される。
T1と平均時間Taとの差(T1−Ta)が1回転中に
対して負方向に大きく、またその区間の時間の差の変化
割合(Tn−Ta)/dtが負方向に大きく(図18
(a)に示す)、つまりその区間の時間T1が平均時間
Taより非常に短く、その区間の時間の差の変化割合が
非常に減るものとする。すると、ファジィ演算では、そ
の区間の回転速度が非常に大きくなるように、回転速度
を増加する増減値が算出される。
【0028】このようにして算出された回転速度の増減
値を入力した各区間の印加電圧の増減値算出部14はそ
の区間において無整流子電動機1の各電機子巻線A,
B,Cに印加される電圧を増減する増減値ΔVαを算出
する。この算出された増減値ΔVαがメインコントロー
ラ15に入力しており、メインコントローラ15はその
増減値ΔVαに基づいて無整流子電動機1の各電機子巻
線A,B,Cの印加電圧を増減する制御信号を出力する
(チィッピング信号の周期を可変する)。
値を入力した各区間の印加電圧の増減値算出部14はそ
の区間において無整流子電動機1の各電機子巻線A,
B,Cに印加される電圧を増減する増減値ΔVαを算出
する。この算出された増減値ΔVαがメインコントロー
ラ15に入力しており、メインコントローラ15はその
増減値ΔVαに基づいて無整流子電動機1の各電機子巻
線A,B,Cの印加電圧を増減する制御信号を出力する
(チィッピング信号の周期を可変する)。
【0029】ここに、従来であれば、無整流子電動機1
の回転子1aの1周期中(1回転中)に、同無整流子電
動機1の各巻線1bに印加する電圧が一定値(例えば1
00V)である(図18(b)に示す)。したがって、
無整流子電動機1を圧縮機のモータとして利用した場
合、冷媒の吸入、圧縮および吐出動作時には回転子1a
の回転速度が異なり、つまり所定区間における回転速度
が異なる。
の回転子1aの1周期中(1回転中)に、同無整流子電
動機1の各巻線1bに印加する電圧が一定値(例えば1
00V)である(図18(b)に示す)。したがって、
無整流子電動機1を圧縮機のモータとして利用した場
合、冷媒の吸入、圧縮および吐出動作時には回転子1a
の回転速度が異なり、つまり所定区間における回転速度
が異なる。
【0030】しかし、この発明では、無整流子電動機1
の回転子1aの1周期中において、各区間における時間
T1ないしT12と平均時間との差と、その時間の差の
変化割合とを入力として所定制御ルールおよびメンバシ
ップ関数によってファジィ演算し、このファジィ演算結
果に基づいて各区間毎に無整流子電動機1の各電機子巻
線A,B,Cに印加する電圧の可変割合を変える。な
お、この印加電圧の可変割合はメインコントローラ15
から出力するチョッピング信号のオンオフ比(オン時
間)により変えられる。
の回転子1aの1周期中において、各区間における時間
T1ないしT12と平均時間との差と、その時間の差の
変化割合とを入力として所定制御ルールおよびメンバシ
ップ関数によってファジィ演算し、このファジィ演算結
果に基づいて各区間毎に無整流子電動機1の各電機子巻
線A,B,Cに印加する電圧の可変割合を変える。な
お、この印加電圧の可変割合はメインコントローラ15
から出力するチョッピング信号のオンオフ比(オン時
間)により変えられる。
【0031】例えば、無整流子電動機1の1回転中にお
ける各区間の時間が図18(a)に示す状態である場
合、a時点とb時点の区間では時間T1が平均値(例え
ば1ms)よりも短く(回転時間が平均値に対して負側
に大きく)、つまりその区間における回転速度が速くな
っている。
ける各区間の時間が図18(a)に示す状態である場
合、a時点とb時点の区間では時間T1が平均値(例え
ば1ms)よりも短く(回転時間が平均値に対して負側
に大きく)、つまりその区間における回転速度が速くな
っている。
【0032】この場合、その区間における回転時間T1
が平均時間になるように、無整流子電動機1の電機子巻
線1bに印加する電圧を所定値ΔVαだけ低い値とす
る。
が平均時間になるように、無整流子電動機1の電機子巻
線1bに印加する電圧を所定値ΔVαだけ低い値とす
る。
【0033】このように、電機子巻線1bに印加する電
圧の可変割合を下げることにより、その区間における回
転時間T1をほぼ1msの平均時間に極めて近い値とす
ることができ、つまり回転速度が遅くなるように補正す
ることができる。
圧の可変割合を下げることにより、その区間における回
転時間T1をほぼ1msの平均時間に極めて近い値とす
ることができ、つまり回転速度が遅くなるように補正す
ることができる。
【0034】また、f時点とg時点の区間では回転時間
T6が平均時間より長く(回転時間が平均値に対して正
方向に中程度)、つまりその区間における回転速度が中
程度遅くなっている。
T6が平均時間より長く(回転時間が平均値に対して正
方向に中程度)、つまりその区間における回転速度が中
程度遅くなっている。
【0035】この場合、上述同様の処理を行い、その区
間における回転時間T6が平均時間になるように、無整
流子電動機1の電機子巻線1bに印加する電圧を所定値
ΔVαだけ高い値とする。
間における回転時間T6が平均時間になるように、無整
流子電動機1の電機子巻線1bに印加する電圧を所定値
ΔVαだけ高い値とする。
【0036】このように、電機子巻線1bに印加する電
圧の可変割合を中程度上げることにより、その区間にお
ける回転時間T6をほぼ1msの平均時間とすることが
でき、つまり回転速度が多少速くなるように補正するこ
とができる。
圧の可変割合を中程度上げることにより、その区間にお
ける回転時間T6をほぼ1msの平均時間とすることが
でき、つまり回転速度が多少速くなるように補正するこ
とができる。
【0037】以下同様に、無整流子電動機1の回転毎
に、1周期(1回転)における各区間の回転時間が平均
値になるように、換言すれが各区間の回転速度が平均値
になるように、無整流子電動機1の電機子巻線1bに印
加する電圧の可変割合が変えられる。
に、1周期(1回転)における各区間の回転時間が平均
値になるように、換言すれが各区間の回転速度が平均値
になるように、無整流子電動機1の電機子巻線1bに印
加する電圧の可変割合が変えられる。
【0038】これにより、各区間における回転時間をほ
ぼ平均時間とすることができ、例えば無整流子電動機1
を圧縮機モータとして用いた場合、冷媒の吸入、圧縮お
よび吐出動作の1サイクル中における回転速度の変動が
なくなり、振動や騒音の発生を抑えることができる。
ぼ平均時間とすることができ、例えば無整流子電動機1
を圧縮機モータとして用いた場合、冷媒の吸入、圧縮お
よび吐出動作の1サイクル中における回転速度の変動が
なくなり、振動や騒音の発生を抑えることができる。
【0039】また、上述した制御方法は、制御部(マイ
クロコンピュータ)16のソフトウェアによって実現さ
れることから、無整流子電動機1に特殊な機構を付加
し、あるいは特殊な回路を付加する必要がなく、コスト
高や品質の面で問題が生じることもない。
クロコンピュータ)16のソフトウェアによって実現さ
れることから、無整流子電動機1に特殊な機構を付加
し、あるいは特殊な回路を付加する必要がなく、コスト
高や品質の面で問題が生じることもない。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、無整流子電動機の回転子の位置検出信号により回転
子の1周期(1回転)を複数の区間に分割し、この分割
した区間における時間を検出するとともに、平均時間検
出し、各区間の時間と平均時間との差を入力1とし、そ
の区間の時間と平均時間との差の変化割合を入力2と
し、所定制御ルールおよびメンバシップ関数にしたがっ
てファジィ演算し、このファジィ演算結果により無整流
子電動機の複数の電機子巻線に印加する電圧を補正し、
各区間における回転速度が一定値となるようにしたの
で、負荷が変動する空気調和機の圧縮機モータとして用
いた場合冷媒の吸入、圧縮および吐出の1サイクル中に
負荷が変動するが、回転が円滑であるため、空気調和機
の振動や騒音等を抑えることができる。
ば、無整流子電動機の回転子の位置検出信号により回転
子の1周期(1回転)を複数の区間に分割し、この分割
した区間における時間を検出するとともに、平均時間検
出し、各区間の時間と平均時間との差を入力1とし、そ
の区間の時間と平均時間との差の変化割合を入力2と
し、所定制御ルールおよびメンバシップ関数にしたがっ
てファジィ演算し、このファジィ演算結果により無整流
子電動機の複数の電機子巻線に印加する電圧を補正し、
各区間における回転速度が一定値となるようにしたの
で、負荷が変動する空気調和機の圧縮機モータとして用
いた場合冷媒の吸入、圧縮および吐出の1サイクル中に
負荷が変動するが、回転が円滑であるため、空気調和機
の振動や騒音等を抑えることができる。
【0041】また、この発明によれば、マイクロコンピ
ュータによって実現することができることから、新たな
機構や回路を付加せずとも済み、コスト面で安価であ
り、かつ品質の面でも新たな問題が生じることもないと
いう効果がある。
ュータによって実現することができることから、新たな
機構や回路を付加せずとも済み、コスト面で安価であ
り、かつ品質の面でも新たな問題が生じることもないと
いう効果がある。
【図1】この発明の一実施例を示す無整流子電動機の制
御装置の概略的ブロック線図である。
御装置の概略的ブロック線図である。
【図2】図1に示す制御装置に適用されるファジィ演算
のためのメンバシップ関数の模式図である。
のためのメンバシップ関数の模式図である。
【図3】図1に示す制御装置に適用されるファジィ演算
のためのメンバシップ関数の模式図である。
のためのメンバシップ関数の模式図である。
【図4】図1に示す制御装置に適用されるファジィ演算
のためのメンバシップ関数の模式図である。
のためのメンバシップ関数の模式図である。
【図5】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流子
電動機の模式図である。
電動機の模式図である。
【図6】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流子
電動機の模式図である。
電動機の模式図である。
【図7】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流子
電動機の模式図である。
電動機の模式図である。
【図8】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流子
電動機の模式図である。
電動機の模式図である。
【図9】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流子
電動機の模式図である。
電動機の模式図である。
【図10】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流
子電動機の模式図である。
子電動機の模式図である。
【図11】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流
子電動機の模式図である。
子電動機の模式図である。
【図12】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流
子電動機の模式図である。
子電動機の模式図である。
【図13】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流
子電動機の模式図である。
子電動機の模式図である。
【図14】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流
子電動機の模式図である。
子電動機の模式図である。
【図15】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流
子電動機の模式図である。
子電動機の模式図である。
【図16】図1に示す制御装置の動作を説明する無整流
子電動機の模式図である。
子電動機の模式図である。
【図17】図1に示す制御装置の動作を説明する概略的
タイムーチャート図である。
タイムーチャート図である。
【図18】図1に示す制御装置の動作を説明する概略的
タイムーチャート図である。
タイムーチャート図である。
【図19】従来の無整流子電動機の制御装置の概略的ブ
ロック線図である。
ロック線図である。
【図20】無整流子電動機を圧縮機に用いた場合の動作
を説明する模式図である。
を説明する模式図である。
1 無整流子電動機(ブラシレスモータ) 1a 回転子 1b 電機子巻線 2 交流電源(商用) 3 交流/直流変換部 4 スイッチング回路 5 位置検出回路 6,16 制御部(マイクロコンピュータ) 7 チョッピング回路 8 ドライブ回路 10 各区間の時間算出部 11 各区間時間と平均時間との差算出部 12 各区間時間と平均時間との差の変化割合算出部 13 ファジィコントローラ 14 各区間の印加電圧の増減値算出部 15 メインコントローラ A1,B1,C1 位置検出信号
Claims (3)
- 【請求項1】 無整流子電動機の回転子の位置を検出す
るとともに、該検出した位置の信号(位置検出信号)に
基づいて同無整流子電動機の複数の電機子巻線への通電
切り替えを行って同無整流子電動機の回転子を回転制御
し、かつ各電機子巻線に印加する電圧を可変して同回転
子の回転数を制御する無整流子電動機の制御方法であっ
て、 前記位置検出信号により前記回転子の1周期(1回転)
を複数の区間に分割し、該分割した各区間における回転
子の回転速度を検出するとともに、該回転速度の平均値
を算出し、かつ前記各区間における回転速度と平均値と
の差の変化する割合を算出し、前記各区間における回転
速度と平均値との差を入力1とし、前記各区間における
回転速度と平均値との差の変化する割合を入力2として
所定制御ルールおよびメンバシップ関数にしたがってフ
ァジィ演算し、該ファジィ演算結果により前記無整流子
電動機の各電機子巻線に印加する電圧を補正し、前記各
区間における回転速度が一定となるようにしたことを特
徴とする無整流子電動機の制御方法。 - 【請求項2】 無整流子電動機の回転子の位置を検出す
るとともに、該検出した位置の信号(位置検出信号)に
基づいて同無整流子電動機の複数の電機子巻線への通電
切り替えを行って同無整流子電動機の回転子を回転制御
し、かつ各電機子巻線に印加する電圧を可変して同回転
子の回転数を制御する無整流子電動機の制御方法であっ
て、 前記位置検出信号により前記回転子の1周期(1回転)
を複数の区間に分割し、該分割した各区間における回転
子の回転速度を検出するとともに、該回転速度の平均値
を算出し、かつ前記各区間における回転速度と平均値と
の差の変化する割合を算出し、前記各区間における回転
速度と平均値との差を入力1とし、前記各区間における
回転速度と平均値との差の変化する割合を入力2として
所定制御ルールおよびメンバシップ関数により、前記入
力1が負方向に大きく、前記入力2が負方向に大きいほ
ど前記各区間における回転速度の増減値を正方向に大き
く、かつ前記入力1が正に大きく、前記入力2が正方向
に大きいほど前記各区間における回転速度の増減値を負
方向に大きくするファジィ演算を行うとともに、該ファ
ジィ演算結果により前記無整流子電動機の各電機子巻線
に印加する電圧を補正し、前記各区間における回転速度
が一定となるようにしたことを特徴とする無整流子電動
機の制御方法。 - 【請求項3】 無整流子電動機の回転子の位置を検出す
るとともに、該検出した位置の信号(位置検出信号)に
基づいて同無整流子電動機の複数の電機子巻線への通電
切り替えを行って同無整流子電動機の回転子を回転制御
し、かつ各電機子巻線に印加する電圧を可変して同回転
子の回転数を制御する無整流子電動機の制御装置であっ
て、 前記位置検出信号により前記回転子の1周期(1回転)
を複数の区間に分割し、該分割した各区間における時間
を算出する手段と、該算出した時間により1周期におけ
る各区間の平均時間を算出するとともに、各区間の時間
と平均時間との差を算出する手段と、前記算出した時間
により各区間の時間と平均時間との差の変化割合を算出
する手段と、前記算出した各区間の時間と平均時間との
差および前記各区間の時間と平均時間との差の変化割合
を入力とし、所定制御ルールおよびメンバシップ関数に
したがって前記回転子の回転速度を補正するための増減
値を算出するファジィコントローラと、少なくとも前記
位置検出信号に応じて前記各電機子巻線の印加電圧を可
変し、かつ前記算出した増減値に基づいて同印加電圧を
補正するメインコントローラとを備え、前記回転子の回
転速度が一定となるようにしたことを特徴とする無整流
子電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5304708A JPH07135793A (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 無整流子電動機の制御方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5304708A JPH07135793A (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 無整流子電動機の制御方法およびその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07135793A true JPH07135793A (ja) | 1995-05-23 |
Family
ID=17936260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5304708A Withdrawn JPH07135793A (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 無整流子電動機の制御方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07135793A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002017097A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Kusatsu Electric Co Ltd | 3相ブラシレスモータの回転速度検出装置 |
US8487565B2 (en) | 2010-10-05 | 2013-07-16 | Dyson Technology Limited | Control of an electrical machine |
-
1993
- 1993-11-10 JP JP5304708A patent/JPH07135793A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002017097A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Kusatsu Electric Co Ltd | 3相ブラシレスモータの回転速度検出装置 |
US8487565B2 (en) | 2010-10-05 | 2013-07-16 | Dyson Technology Limited | Control of an electrical machine |
US8836254B2 (en) | 2010-10-05 | 2014-09-16 | Dyson Technology Limited | Control of an electrical machine |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |