JPH10148184A - Control device for electric motor of compressor - Google Patents
Control device for electric motor of compressorInfo
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- JPH10148184A JPH10148184A JP8309357A JP30935796A JPH10148184A JP H10148184 A JPH10148184 A JP H10148184A JP 8309357 A JP8309357 A JP 8309357A JP 30935796 A JP30935796 A JP 30935796A JP H10148184 A JPH10148184 A JP H10148184A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、圧縮機を駆動す
る電動機をトルク制御する圧縮機用電動機の制御装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a motor for a compressor for controlling the torque of the motor for driving the compressor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、エアコンや冷蔵庫の圧縮機の可変
速制御にインバータが用いられている。さらにエアコン
においては省エネ化を目的として、圧縮機の電動機にＤ
Ｃブラシレスモータが採用されてきている。2. Description of the Related Art In recent years, inverters have been used for variable speed control of compressors of air conditioners and refrigerators. Furthermore, in the air conditioner, for the purpose of energy saving, D
C brushless motors have been employed.
【０００３】一方、エアコン等に使用される密閉型ロー
タリ圧縮機は、吸入・圧縮・吐出の各行程での冷媒ガス
圧変化により負荷トルクが変動することが知られてい
る。また、このガス圧による負荷トルクは圧縮機の回転
に同期して変動し、それに伴い圧縮機の回転速度が周期
的に変動し、圧縮機自体の振動を生ずることも知られて
いる。上記振動を抑制する手段として、圧縮機の負荷ト
ルクに同期して電動機の出力トルクを変化させ、回転速
度変動を抑制する方式（以下トルク制御と称する）が提
案されている。On the other hand, in a hermetic rotary compressor used for an air conditioner or the like, it is known that a load torque fluctuates due to a change in refrigerant gas pressure in each of suction, compression, and discharge strokes. It is also known that the load torque due to the gas pressure fluctuates in synchronization with the rotation of the compressor, and the rotation speed of the compressor periodically fluctuates with the fluctuation, thereby causing vibration of the compressor itself. As a means for suppressing the vibration, a method has been proposed in which the output torque of the electric motor is changed in synchronization with the load torque of the compressor to suppress fluctuations in the rotational speed (hereinafter referred to as torque control).
【０００４】従来、ＤＣブラシレスモータを使用した制
御方式としては、例えば図１０に示すような制御装置が
提案されている。これは、圧縮機の振動を抑制するよう
負荷トルクに応じた電動機出力トルクを発生するトルク
制御を備えた制御装置である。Conventionally, as a control method using a DC brushless motor, for example, a control device as shown in FIG. 10 has been proposed. This is a control device having a torque control for generating an electric motor output torque corresponding to a load torque so as to suppress the vibration of the compressor.
【０００５】図１０において、この制御装置は、直流電
源をスイッチングして圧縮機２内のブラシレスモータ３
に電圧を印可するインバータ１と、ブラシレスモータ３
の電機子巻線の端子電圧Ｕ，Ｖ，Ｗを検出する電圧検出
手段４と、この電圧検出手段４の出力する各相の電圧情
報に基づいて、ブラシレスモータ３の回転子の位置を演
算する位置検出手段５と、その位置検出信号と、外部よ
り与えられる運転周波数指令信号に基づいてインバータ
１のスイッチ駆動信号を作成する電圧制御手段７と、１
回転周期における負荷トルクの脈動パターン（図１１参
照）を記憶する負荷トルクパターン記憶部１５とで構成
される。[0005] In FIG. 10, the control device switches a DC power supply to switch a brushless motor 3 in a compressor 2.
Inverter 1 for applying voltage to brushless motor 3
Voltage detecting means 4 for detecting the terminal voltages U, V, W of the armature windings, and the position of the rotor of the brushless motor 3 based on the voltage information of each phase outputted by the voltage detecting means 4. Position detecting means 5; voltage control means 7 for generating a switch driving signal for inverter 1 based on the position detecting signal and an externally supplied operating frequency command signal;
A load torque pattern storage unit 15 stores a load torque pulsation pattern (see FIG. 11) in the rotation cycle.
【０００６】また、上記電圧制御手段７は、外部より与
えられる運転周波数指令に基づき平均出力電圧指令を決
定する速度制御部８と、前記速度制御部８の出力する平
均電圧指令値と位置検出手段５の出力する回転子位置信
号をもとに３相の電圧指令を作成し、その電圧指令から
インバータ１内の６個のスイッチを各々ＰＷＭ駆動する
６本の制御信号を作成する駆動信号生成部９と、前記制
御信号を前記インバータ１内スイッチを駆動できる電圧
に変換するドライバ部１０とで構成される。The voltage control means 7 comprises a speed control section 8 for determining an average output voltage command based on an externally supplied operating frequency command, an average voltage command value output from the speed control section 8 and a position detection means. A drive signal generating unit for generating a three-phase voltage command based on the rotor position signal output from the controller 5 and generating six control signals for PWM driving each of the six switches in the inverter 1 from the voltage command; 9 and a driver unit 10 for converting the control signal into a voltage capable of driving a switch in the inverter 1.
【０００７】また、上記駆動信号生成部９は、圧縮機２
の回転角位相に依存する圧縮機２の負荷トルク脈動に対
応した出力電圧の補正量を出力するトルク制御部１２
と、速度制御部８とトルク制御部１２の出力をうけてＰ
ＷＭ信号を作成するＰＷＭ信号作成部１１により構成さ
れる。[0007] The drive signal generator 9 is provided with the compressor 2.
Torque control unit 12 that outputs a correction amount of an output voltage corresponding to a load torque pulsation of compressor 2 depending on the rotation angle phase of
And the output of the speed control unit 8 and the torque control unit 12
It is configured by a PWM signal creation unit 11 that creates a WM signal.
【０００８】次に、従来の制御装置の動作について説明
する。速度制御部８に対して圧縮機２の回転周波数指令
を与えると、その回転数に対応するインバータ１の出力
電圧の指令値Ｖ＊が作成され、ＰＷＭ信号作成部１１か
らは、例えば図１２に示すような信号が出力される。Next, the operation of the conventional control device will be described. When a rotation frequency command of the compressor 2 is given to the speed control unit 8, a command value V * of the output voltage of the inverter 1 corresponding to the rotation speed is generated. A signal as shown is output.
【０００９】ＰＷＭ制御部は与えられた電圧指令に基づ
いて各時刻におけるチョッピングスイッチ（例えばＳｕ
ｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ）のパルス幅を変化し、出力する。
インバータ１からの電圧を印加するとＤＣブラシレスモ
ータ３が電圧周波数に同期して回転を開始する。この時
のＵ相のスイッチ制御信号Ｓｕｐ，Ｓｕｎおよび相電圧
波形は図１３（ａ）〜（ｃ）に示す様な波形となる。位
置検出手段５はこの波形から誘起電圧のゼロクロス情報
のみを抽出し、これをトリガとして回転位置情報作成し
出力する。トルク制御部１２は、負荷トルクパターン記
憶部１５より読み出した現在の負荷トルク値τ１をもと
にモータ出力トルクτｍがτ１とほぼ等しくなるような
補正電圧値を出力する。さらにＰＷＭ信号生成部１１は
上記電圧指令値と上記補正電圧値と上記回転位置情報を
もとに、各相のＰＷＭ制御信号を作成する。これにより
圧縮機の負荷トルク脈動に応じた電流波形（図１４参
照）を発生し、負荷トルクとモータ出力トルクとの差を
最小化し回転速度変動および振動を抑制する。The PWM control unit performs a chopping switch (for example, Su) at each time based on a given voltage command.
p, Svp, Swp) and outputs the same.
When the voltage from the inverter 1 is applied, the DC brushless motor 3 starts rotating in synchronization with the voltage frequency. At this time, the U-phase switch control signals Sup and Sun and the phase voltage waveforms have waveforms as shown in FIGS. The position detecting means 5 extracts only the zero-cross information of the induced voltage from this waveform, and uses this as a trigger to create and output rotational position information. The torque control unit 12 outputs a correction voltage value such that the motor output torque τm becomes substantially equal to τ1, based on the current load torque value τ1 read from the load torque pattern storage unit 15. Further, the PWM signal generation unit 11 creates a PWM control signal for each phase based on the voltage command value, the correction voltage value, and the rotation position information. As a result, a current waveform (see FIG. 14) corresponding to the load torque pulsation of the compressor is generated, and the difference between the load torque and the motor output torque is minimized to suppress rotation speed fluctuation and vibration.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】従来の圧縮機用電動機
の制御装置は、以上のように構成されているので、ＤＣ
ブラシレスモータ３を搭載する圧縮機２の発生する振動
には、圧縮機２の回転周波数成分の振動とモータの相切
換の周波数（３相４極のモータの場合圧縮機回転周波数
の１２倍の周波数）成分の振動が存在する。A conventional control device for a motor for a compressor is constructed as described above.
The vibration generated by the compressor 2 equipped with the brushless motor 3 includes the vibration of the rotation frequency component of the compressor 2 and the frequency of the phase switching of the motor (for a three-phase four-pole motor, the frequency is 12 times the rotation frequency of the compressor). ) Component vibration exists.
【００１１】前者はおおよそ圧縮機２の負荷トルク変動
によるものであり、上記従来例に示したようなオープン
ループのトルク制御によって抑制が可能である。しかし
後者はＤＣブラシレスモータの通電相切り替えタイミン
グ時のモータ印加電流減少（図１５（ａ）（ｂ））によ
るものであり、負荷トルク脈動のみを補償する従来方式
では振動を効果的に抑制することができなかった（図１
６参照）。また、後者の振動のみを抑制する方法として
は多くの方式が提案されているが、前者の振動を同時に
抑制できるものではなかった。The former is roughly caused by the fluctuation of the load torque of the compressor 2, and can be suppressed by the open loop torque control as shown in the above-mentioned conventional example. However, the latter is due to a decrease in the motor applied current at the timing of switching the energized phase of the DC brushless motor (FIGS. 15A and 15B). In the conventional method in which only the load torque pulsation is compensated, the vibration is effectively suppressed. Could not be done (Fig. 1
6). Although many methods have been proposed as methods for suppressing only the latter vibration, they have not been able to suppress the former vibration at the same time.
【００１２】また、従来装置のトルク制御は負荷トルク
脈動を相殺するよう出力電流を制御するので機械回転周
期に同期した電流脈動が発生するが、電流が脈動すると
電流に２乗比例する回路抵抗分損失が上昇するため回路
効率が悪化する。機器の使用環境によっては振動よりも
電力効率が求められることがあるが、従来の装置ではこ
のような要求に応えることができなかった。Further, in the torque control of the conventional device, the output current is controlled so as to cancel the load torque pulsation, so that a current pulsation synchronized with the machine rotation cycle occurs. However, when the current pulsates, the circuit resistance is proportional to the square of the current. Since the loss increases, the circuit efficiency deteriorates. Depending on the use environment of the device, power efficiency may be required rather than vibration, but the conventional device cannot meet such a requirement.
【００１３】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、新たな装置を付加することな
く、負荷トルクによる振動と出力トルクリップルによる
振動とを抑制できる圧縮機用電動機の制御装置を得るこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an electric motor for a compressor capable of suppressing vibration due to load torque and vibration due to output torque ripple without adding a new device. The purpose is to obtain a control device.
【００１４】また、新たな装置を付加することなく、負
荷トルクによる振動と、出力トルクリップルによる振動
の双方を抑制できる圧縮機用電動機の制御装置を得るこ
とを目的とする。It is another object of the present invention to provide a control device for a compressor motor that can suppress both vibration due to load torque and vibration due to output torque ripple without adding a new device.
【００１５】また、省エネ、静音というユーザにおける
異なる２つの要求に対応した圧縮機用電動機の制御装置
を得ることを目的とする。It is another object of the present invention to provide a control device for a compressor motor that meets two different requirements of a user, that is, energy saving and quietness.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る圧
縮機用電動機の制御装置は、圧縮機に内蔵されたＤＣブ
ラシレスモータを駆動するためのインバータと、ブラシ
レスモータの電機子巻線の端子電圧を検出する電圧検出
手段と、電圧検出手段の出力する電圧情報に基づいて、
ブラシレスモータの回転位置を演算し回転位置情報を出
力する回転位置検出手段と、回転位置情報と外部より与
えられる回転数指令情報とによりインバータ出力電流あ
るいは電圧の平均指令値を作成する速度制御部と、圧縮
機一回転あたりの負荷トルクとＤＣブラシレスモータ出
力トルクの脈動分のデータを記憶する脈動トルクパター
ン記憶部と、脈動トルクパターンと回転位置情報とによ
り現在の回転位相における負荷トルクと出力トルクの差
を小さくするような電流あるいは電圧の補正値を出力す
るトルク制御部と、速度制御部が作成した平均指令値と
トルク制御部が出力した補正値よりインバータ各相のＰ
ＷＭ制御信号を算出するＰＷＭ信号作成部と、ＰＷＭ制
御信号に基づきインバータを制御するドライバ部とを備
えたことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a control device for a motor for a compressor, comprising: an inverter for driving a DC brushless motor built in the compressor; and an armature winding of the brushless motor. A voltage detecting means for detecting the terminal voltage, and voltage information output from the voltage detecting means,
A rotational position detecting means for calculating a rotational position of the brushless motor and outputting rotational position information; a speed control unit for generating an average instruction value of an inverter output current or voltage based on the rotational position information and rotational speed instruction information given from outside; A pulsating torque pattern storage unit for storing pulsating data of a load torque per compressor revolution and a pulsating output torque of the DC brushless motor; and a pulsating torque pattern and rotational position information to calculate a load torque and an output torque in a current rotational phase. A torque control unit that outputs a current or voltage correction value that reduces the difference, and a P / P value for each inverter phase based on the average command value created by the speed control unit and the correction value output by the torque control unit.
A PWM signal generator for calculating a WM control signal and a driver for controlling an inverter based on the PWM control signal are provided.
【００１７】請求項２の発明に係る圧縮機用電動機の制
御装置は、圧縮機に内蔵されたＤＣブラシレスモータを
駆動するためのインバータと、ブラシレスモータの電機
子巻線の端子電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出
手段の出力する電圧情報に基づいて、ブラシレスモータ
の回転位置を演算し回転位置情報を出力する回転位置検
出手段と、回転位置情報と外部より与えられる回転数指
令情報とによりインバータ出力電流あるいは電圧の平均
指令値を作成する速度制御部と、圧縮機一回転あたりの
負荷トルクの脈動分のデータを記憶する負荷トルクパタ
ーン記憶部と、負荷トルクパターンと回転位置情報とに
より現在の回転位相における負荷トルクと出力トルクの
差を小さくするような電流あるいは電圧の補正値を出力
するトルク制御部と、インバータの出力電流あるいは電
圧が速度制御部が作成した平均指令値とトルク制御部が
出力した補正値の和となるようなＰＷＭデューティで、
かつ各相の通電角が１２０度を越えた値となるようなＰ
ＷＭ制御信号を作成するオーバラップＰＷＭ信号作成部
と、ＰＷＭ制御信号に基づきインバータを制御するドラ
イバ部とを備えたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a control device for a motor for a compressor, comprising: an inverter for driving a DC brushless motor built in the compressor; and a voltage detecting a terminal voltage of an armature winding of the brushless motor. Detection means, a rotation position detection means for calculating the rotation position of the brushless motor based on the voltage information output from the voltage detection means and outputting the rotation position information, and rotation number information and rotation number command information provided from the outside. A speed control unit that creates an average command value of the inverter output current or voltage, a load torque pattern storage unit that stores pulsation data of load torque per compressor rotation, and a current Torque control unit that outputs a current or voltage correction value that reduces the difference between load torque and output torque in the rotation phase of In PWM duty such that the sum of the correction value an average instruction value output current or voltage of the inverter the speed control unit has created a torque control unit is outputted,
And P such that the conduction angle of each phase exceeds 120 degrees.
It is characterized by comprising an overlapped PWM signal creation section for creating a WM control signal, and a driver section for controlling an inverter based on the PWM control signal.
【００１８】請求項３の発明に係る圧縮機用電動機の制
御装置は、圧縮機に内蔵されたＤＣブラシレスモータを
駆動するためのインバータと、ブラシレスモータの電機
子巻線の端子電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出
手段の出力する電圧情報に基づいて、ブラシレスモータ
の回転位置を演算し回転位置情報を出力する回転位置検
出手段と、回転位置情報と外部より与えられる回転数指
令情報とによりインバータ出力電流あるいは電圧の平均
指令値を作成する速度制御部と、圧縮機一回転あたりの
負荷トルクの脈動分のデータを記憶する負荷トルクパタ
ーン記憶部と、トルク制御のＯＮ／ＯＦＦを指令するマ
ンマシンインタフェース部と、マンマシンインタフェー
ス部の指令がＯＮの場合は、負荷トルクパターンと回転
位置情報とにより現在の回転位相における負荷トルクと
出力トルクの差を小さくするような電流あるいは電圧の
補正値を出力し、マンマシンインタフェース部の指令が
ＯＦＦの場合は、補正値をゼロとするトルク制御部と、
速度制御部が作成した平均指令値とトルク制御部が出力
した補正値よりインバータ各相のＰＷＭ制御信号を算出
するＰＷＭ信号作成部と、ＰＷＭ制御信号に基づきイン
バータを制御するドライバ部とを備えたことを特徴とす
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided a control device for a compressor motor, comprising: an inverter for driving a DC brushless motor built in the compressor; and a voltage detecting a terminal voltage of an armature winding of the brushless motor. Detection means, a rotation position detection means for calculating the rotation position of the brushless motor based on the voltage information output from the voltage detection means and outputting the rotation position information, and rotation number information and rotation number command information provided from the outside. A speed control unit for generating an average command value of the inverter output current or voltage, a load torque pattern storage unit for storing data of a pulsation of load torque per one rotation of the compressor, and a man command for ON / OFF of torque control. When the command of the machine interface and the man-machine interface is ON, the load torque pattern and the rotation position information are used. And it outputs the correction value of the current or voltage so as to reduce the difference between the load torque and the output torque in the standing rotational phase, when the command man-machine interface unit is OFF, a torque control unit for the correction value to zero,
A PWM signal generator for calculating a PWM control signal for each phase of the inverter based on the average command value generated by the speed controller and a correction value output by the torque controller; and a driver for controlling the inverter based on the PWM control signal. It is characterized by the following.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】 実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１による圧
縮機用電動機の制御装置を図について説明する。図１
は、この発明の実施の形態１による圧縮機用電動機の制
御装置の構成図である。従来装置と同一または相当部分
には同一符号を付して説明は省略する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1 Hereinafter, a control device for a compressor motor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
1 is a configuration diagram of a control device for a compressor electric motor according to Embodiment 1 of the present invention. The same or corresponding parts as those of the conventional device are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００２０】図１において、６は脈動トルクパターン記
憶手段であり、圧縮機回転位相毎の圧縮負荷トルクの脈
動分τ１（θ）の電流換算値ＩＬ（θ）とモータ出力ト
ルクの脈動補償分τｍａ（θ）の電流換算値Ｉｍａ
（θ）の加算データＩＬ（θ）＋Ｉｍａ（θ）を記憶し
ている。相切換時の電流の落ち込みはモータのインダク
タンス値Ｌ、抵抗値Ｒ、（母線電圧−誘起電圧）値Ｅで
決定されるため、モータ出力トルク補正用電流データＩ
ｍａ（θ）（図２（ａ））の値は、上記の電流落ち込み
量を補う値となる。In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a pulsating torque pattern storage means, which is a current conversion value IL (θ) of a pulsating component τ1 (θ) of a compression load torque and a pulsating compensation component τma of a motor output torque for each compressor rotation phase. (Θ) current conversion value Ima
(Θ) + Ima (θ) is stored. Since the current drop during the phase switching is determined by the inductance value L, the resistance value R, and the (bus voltage-induced voltage) value E of the motor, the motor output torque correction current data I
The value of ma (θ) (FIG. 2A) is a value that compensates for the above-mentioned current drop amount.
【００２１】すなわち、図２（ａ）の立ち上がり部分Ｉ
ｒ＊、立ち上がり部分Ｉｆ＊および立ち上がり状態から
立ち下がり状態への切り替わり時刻Ｔは相切換時刻をｔ
＝０とすると以下の関係式となる。 Ｉｒ＊＝Ｅ／Ｒ＊ｅｘｐ（−Ｒ＊ｔ／Ｌ） Ｉｆ＊＝Ｅ／Ｒ＊ｅｘｐ（−Ｒ＊ｔ／Ｌ） Ｔ＝Ｌ／Ｒ＊１ｎ（２）That is, the rising portion I in FIG.
r *, the rising portion If *, and the switching time T from the rising state to the falling state are the phase switching time t.
If = 0, the following relational expression is obtained. Ir * = E / R * exp (-R * t / L) If * = E / R * exp (-R * t / L) T = L / R * 1n (2)
【００２２】脈動トルクパターン記憶手段６の記憶デー
タの例を図２（ｃ）に示す。１２は現在の位相における
負荷トルクτ１に応じた出力トルクτｍを出力するよう
な電流の補正値を出力するトルク制御部である。FIG. 2C shows an example of data stored in the pulsating torque pattern storage means 6. Reference numeral 12 denotes a torque control unit that outputs a current correction value that outputs an output torque τm corresponding to the load torque τ1 in the current phase.
【００２３】次に動作について説明する。トルク制御部
１２はまず現在の回転位相θを入力し、位相θにおける
ＩＬ（θ）＋Ｉｍａ（θ）の値を脈動トルク記憶手段６
から読み出す。この値を定数倍した値を補正電流値ある
いは補正電圧値として出力する。上記補正値は、速度制
御部８において演算された平均出力電圧指令あるいは平
均出力電流指令と加算され、瞬時電流指令値あるいは瞬
時電圧指令値としてＰＷＭ信号生成部１１に入力され
る。Next, the operation will be described. The torque control unit 12 first receives the current rotational phase θ, and stores the value of IL (θ) + Ima (θ) at the phase θ in the pulsating torque storage unit 6.
Read from A value obtained by multiplying this value by a constant is output as a correction current value or a correction voltage value. The correction value is added to the average output voltage command or the average output current command calculated by the speed control unit 8 and input to the PWM signal generation unit 11 as an instantaneous current command value or an instantaneous voltage command value.
【００２４】ＰＷＭ信号生成部１１は上記瞬時電流指令
値あるいは瞬時電圧指令値と現在の回転位相θとより、
ＰＷＭ信号を作成する。上記の動作により、各回転位相
におけるインバータの出力トルクは圧縮機負荷トルクと
等しくなり、負荷トルク脈動および出力トルク脈動に起
因する１回転中の速度変動が抑制される本実施の形態と
従来の制御装置とにおける一回転中の速度変動波形を図
３に示す。The PWM signal generator 11 calculates the instantaneous current command value or instantaneous voltage command value and the current rotational phase θ.
Create a PWM signal. By the above operation, the output torque of the inverter in each rotation phase becomes equal to the compressor load torque, and the present embodiment and the conventional control in which the speed fluctuation during one rotation caused by the load torque pulsation and the output torque pulsation are suppressed. FIG. 3 shows a speed fluctuation waveform during one rotation with the apparatus.
【００２５】図において、（１）は圧縮機の負荷トルク
変動、（２）はトルク制御をかけない場合の回転速度変
動、（３）は本実施の形態における回転速度変動、
（４）は従来装置における回転速度変動である。図のよ
うに、従来方式で発生していた出力トルクリップルによ
る速度変動が本方式では抑制されるため、これに起因す
る振動も低減される。また、従来からの変更点としては
トルクパターン記憶部の記憶内容の更新で適応できるた
め、従来装置から簡易に実現が可能である。In the figure, (1) is a change in load torque of the compressor, (2) is a change in rotation speed when torque control is not performed, (3) is a change in rotation speed in the present embodiment,
(4) is a rotation speed fluctuation in the conventional device. As shown in the figure, since the speed fluctuation due to the output torque ripple generated in the conventional method is suppressed in the present method, the vibration caused by this is also reduced. In addition, since a change from the related art can be applied by updating the storage contents of the torque pattern storage unit, it can be easily realized from the conventional device.
【００２６】実施の形態２．以下、この発明の実施の形
態２による圧縮機用電動機の制御装置を図について説明
する。図４は、この発明の実施の形態２による圧縮機用
電動機の制御装置の構成図である。図において、１４は
１２０度を越えた通電角でのインバータ制御信号を作成
するオーバラップＰＷＭ信号作成部である。Embodiment 2 FIG. Hereinafter, a control device for a compressor motor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a configuration diagram of a control device for a compressor motor according to a second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 14 denotes an overlap PWM signal generator for generating an inverter control signal at a conduction angle exceeding 120 degrees.
【００２７】次に動作について図６、図７、図８に基づ
き説明する。図８は例えばオーバラップ（全相通電状態
となる位相）角度が電気角３０度である場合におけるオ
ーバラップＰＷＭ信号作成部１４の動作を示す表であ
る。オーバラップＰＷＭ信号作成部１４は位置検出手段
５から与えられる位相情報と、内蔵する図８の電気角−
スイッチングパターン対応情報とに基づきインバータ各
スイッチの制御パターンを決定する。図８の１カ所あた
り電気角３０度で計６箇所のＵ，Ｖ，Ｗ相全てに通電が
行われる区間（図８太枠部分）は相切換時の電流の落ち
込みを補償するためのオーバラップ通電区間である。Next, the operation will be described with reference to FIGS. 6, 7 and 8. FIG. 8 is a table showing the operation of the overlap PWM signal generation unit 14 when the overlap (the phase in which all phases are energized) angle is 30 electrical degrees. The overlap PWM signal creation unit 14 compares the phase information given from the position detection means 5 with the electrical angle of FIG.
The control pattern of each switch of the inverter is determined based on the switching pattern correspondence information. In FIG. 8, a section where energization is performed for all six U, V, and W phases at an electrical angle of 30 degrees per location (the thick frame portion in FIG. 8) is an overlap for compensating for a drop in current at the time of phase switching. This is an energizing section.
【００２８】上記図６のシーケンスに基づくＰＷＭ信号
のパターンの例を図７に示す。なお、上記の例ではオー
バラップ部が角度（電気角３０度）である例で示した
が、オーバラップは、時間値である方が望ましい。従来
のＰＷＭ方式（ターンオン・ターンオフタイミングが同
時、図６点線部）の場合、相切換時のトータル電流が最
小となるタイミングはターンオフ開始から所定時間Ｔ
（＝Ｌ／Ｒ＊１ｎ（２）、Ｌ：モータ巻線インダクタン
ス、Ｒ＊モータ巻線抵抗分）経過した時刻となる。従っ
て、オーバラップ角の設定値は上記所定時間Ｔにおよそ
１／２を乗じた時間に相当する位相角が適している。FIG. 7 shows an example of a PWM signal pattern based on the sequence of FIG. In the above example, the overlap portion has an angle (electrical angle of 30 degrees). However, the overlap is preferably a time value. In the case of the conventional PWM method (turn-on / turn-off timing is simultaneous, the dotted line in FIG. 6), the timing when the total current at the time of phase switching becomes minimum is a predetermined time T from the start of turn-off.
(= L / R * 1n (2), L: motor winding inductance, R * motor winding resistance). Accordingly, the set value of the overlap angle is suitably a phase angle corresponding to a time obtained by multiplying the predetermined time T by about 1/2.
【００２９】図６は従来と本方式におけるＰＷＭ制御信
号、相電流、出力トルク波形を示しており、点線が従来
の通電（通電角１２０度）の場合、実線がオーバラップ
通電時の場合をそれぞれ示している。本方式では相切換
時のターンオフ電流遅れの影響がターンオフ位相を遅ら
せることで出力トルクの落ち込みを回避することができ
る。FIG. 6 shows the PWM control signal, the phase current, and the output torque waveform in the conventional system and this system. The dotted line indicates the case of the conventional energization (120-degree conduction angle), and the solid line indicates the case of the overlap energization. Is shown. In this method, a drop in output torque can be avoided by delaying the turn-off phase due to the influence of the turn-off current delay at the time of phase switching.
【００３０】一方負荷トルク脈動に対する出力トルクの
補正は、従来例と同様トルク制御部１２の補正出力にて
行う。本実施例の制御を行った際の速度変動波形は前記
実施の形態１と同様図３の如くとなり速度変動が抑制さ
れ、振動が低減される。On the other hand, the correction of the output torque with respect to the load torque pulsation is performed by the correction output of the torque control unit 12 as in the conventional example. The speed fluctuation waveform at the time of performing the control of the present embodiment is as shown in FIG. 3 as in the first embodiment, and the speed fluctuation is suppressed and the vibration is reduced.
【００３１】実施の形態３．以下、この発明の実施の形
態３による圧縮機用電動機の制御装置を図について説明
する。図９は、この発明の実施の形態３による圧縮機用
電動機の制御装置の構成図である。図において、１３は
リモコンなどのマンマシンインタフェース部である。マ
ンマシンインタフェース部１３では省エネモード及び静
音モードの切り替えスイッチを有し、省エネモード時は
トルク制御ＯＦＦ、静音モード時はトルク制御ＯＮをト
ルク制御部１２に指令する。トルク制御部１２は、マン
マシンインタフェース１３からのトルク制御のＯＮ／Ｏ
ＦＦ信号を受け、上記信号がＯＮの場合は圧縮機の１回
転中の負荷トルク変動を相殺するような出力トルクを発
するための電圧あるいは電流の指令を出力する。Embodiment 3 Hereinafter, a control device for a compressor motor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a configuration diagram of a control device for a motor for a compressor according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, reference numeral 13 denotes a man-machine interface unit such as a remote controller. The man-machine interface unit 13 has a switch for switching between the energy saving mode and the silent mode, and instructs the torque control unit 12 to turn off the torque control in the energy saving mode and turn on the torque control in the silent mode. The torque control unit 12 controls ON / O of the torque control from the man-machine interface 13.
Upon receiving the FF signal, when the signal is ON, a voltage or current command for generating an output torque that offsets the load torque fluctuation during one rotation of the compressor is output.
【００３２】一方上記信号がＯＦＦの場合はトルク制御
部１２は補正出力を０とし、トルク制御による電流の脈
動を発生させないよう動作し、高効率に運転する。上記
のような方式を採ることにより、省エネ、静音というユ
ーザにおける異なる２つの要求に対応した圧縮機制御が
可能となる。On the other hand, when the signal is OFF, the torque control unit 12 sets the correction output to 0, operates so as not to generate a current pulsation due to torque control, and operates with high efficiency. By adopting the above-described method, it is possible to control the compressor in response to two different requirements of the user, that is, energy saving and quietness.
【００３３】[0033]
【発明の効果】請求項１の発明に係る圧縮機用電動機の
制御装置は、脈動トルクパターン記憶部が負荷トルクの
脈動分と出力トルクの脈動分を同時に補正するようなデ
ータを有するため、新たな装置を付加することなく、負
荷トルクによる振動と出力トルクリップルによる振動と
を効果的に抑制できる。In the control device for a compressor motor according to the first aspect of the present invention, the pulsating torque pattern storage unit has data for simultaneously correcting the pulsating component of the load torque and the pulsating component of the output torque. The vibration due to the load torque and the vibration due to the output torque ripple can be effectively suppressed without adding a simple device.
【００３４】請求項２の発明に係る圧縮機用電動機の制
御装置は、オーバラップＰＷＭ信号作成部が出力トルク
の脈動を抑制するため、新たな装置を付加することな
く、負荷トルクによる振動と出力トルクリップルによる
振動の双方を効果的に抑制できる。In the control device for a compressor motor according to the second aspect of the present invention, since the overlap PWM signal generation unit suppresses the pulsation of the output torque, the vibration and the output due to the load torque can be obtained without adding a new device. Both vibrations caused by torque ripple can be effectively suppressed.
【００３５】請求項３の発明に係る圧縮機用電動機の制
御装置は、トルク制御部は、マンマシンインタフェース
部からのトルク制御のＯＮ／ＯＦＦ信号を受け、ＯＮの
場合のみ圧縮機の一回転中の負荷トルク変動を相殺する
ような出力トルクを発するための電圧あるいは電流の指
令を出力するので、省エネ、静音というユーザにおける
異なる２つの要求に対応した圧縮機用電動機の制御が可
能となる。According to a third aspect of the present invention, in the control device for a compressor motor, the torque control unit receives an ON / OFF signal for torque control from the man-machine interface unit, and performs the rotation of the compressor only when it is ON. Since a voltage or current command for generating an output torque that offsets the fluctuation of the load torque is output, it is possible to control the compressor motor in response to two different requirements of the user, that is, energy saving and quietness.
【図１】 この発明の実施の形態１による圧縮機用電動
機の制御装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a control device for a compressor motor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態１による圧縮機用電動
機の制御装置の脈動トルクパターン記憶部の記憶データ
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing data stored in a pulsating torque pattern storage unit of the control device for the compressor motor according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の実施の形態１による圧縮機用電動
機の制御装置の負荷トルク速度変動を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a change in load torque speed of the control device for the compressor motor according to the first embodiment of the present invention;
【図４】 この発明の実施の形態２による圧縮機用電動
機の制御装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a control device for a compressor motor according to a second embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態２による圧縮機用電動
機の制御装置のオーバラップＰＷＭ信号と出力トルクを
示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an overlapped PWM signal and an output torque of a control device for a compressor motor according to a second embodiment of the present invention.
【図６】 この発明の実施の形態２による圧縮機用電動
機の制御装置のオーバラップＰＷＭ手段の出力信号およ
び相電流のタイムチャート図である。FIG. 6 is a time chart of the output signal and the phase current of the overlap PWM means of the control device for the compressor motor according to the second embodiment of the present invention.
【図７】 この発明の実施の形態２による圧縮機用電動
機の制御装置のオーバラップＰＷＭ信号作成部の電気角
θとＰＷＭ信号の変換表を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a conversion table of an electrical angle θ and a PWM signal of an overlapped PWM signal generation unit of a control device for a compressor motor according to a second embodiment of the present invention.
【図８】 この発明の実施の形態３による圧縮機用電動
機の制御装置の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a control device for a compressor motor according to a third embodiment of the present invention.
【図９】 従来の圧縮機用電動機の制御装置の構成図で
ある。FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional control device for a compressor motor.
【図１０】 従来の圧縮機用電動機の制御装置のトルク
パターン記憶手段の記憶データを示す図である。FIG. 10 is a view showing data stored in a torque pattern storage means of a conventional control device for a compressor motor.
【図１１】 従来の圧縮機用電動機の制御装置のＰＷＭ
信号を示す図である。FIG. 11 shows a conventional PWM of a control device for a motor for a compressor.
It is a figure showing a signal.
【図１２】 従来の圧縮機用電動機の制御装置のインバ
ータの相電圧波形を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a phase voltage waveform of an inverter of a conventional control device for a compressor motor.
【図１３】 従来の圧縮機用電動機の制御装置のトルク
制御における相電流波形図である。FIG. 13 is a phase current waveform diagram in torque control of a conventional control device for a compressor motor.
【図１４】 従来の圧縮機用電動機の制御装置のオーバ
ラップＰＷＭ手段の出力信号および相電流および相電流
のタイムチャート図である。FIG. 14 is a time chart of an output signal, a phase current, and a phase current of an overlapped PWM means of a conventional control device for a compressor motor.
【図１５】 従来の圧縮機用電動機の制御装置の負荷ト
ルクと出力トルクを示す図である。FIG. 15 is a diagram showing load torque and output torque of a conventional control device for a compressor motor.
１ インバータ、２ 圧縮機、３ ＤＣブラシレスモー
タ、４ 電圧検出手段、５ 位置検出手段、６ 脈動ト
ルクパターン記憶部、７ 電圧制御手段、８速度制御
部、９ 駆動信号生成部、１０ ドライバ部、１１ Ｐ
ＷＭ信号作成部、１２ トルク制御部、１３ マンマシ
ンインタフェース部、１４ オーバラップＰＷＭ信号作
成部、１５ 負荷トルクパターン記憶部。REFERENCE SIGNS LIST 1 inverter, 2 compressor, 3 DC brushless motor, 4 voltage detection means, 5 position detection means, 6 pulsating torque pattern storage section, 7 voltage control means, 8 speed control section, 9 drive signal generation section, 10 driver section, 11 P
WM signal generator, 12 torque controller, 13 man-machine interface, 14 overlapping PWM signal generator, 15 load torque pattern storage.
Claims (3)
タを駆動するためのインバータと、 前記ブラシレスモータの電機子巻線の端子電圧を検出す
る電圧検出手段と、 前記電圧検出手段の出力する電圧情報に基づいて、前記
ブラシレスモータの回転位置を演算し回転位置情報を出
力する回転位置検出手段と、 前記回転位置情報と外部より与えられる回転数指令情報
とによりインバータ出力電流あるいは電圧の平均指令値
を作成する速度制御部と、 前記圧縮機一回転あたりの負荷トルクと前記ＤＣブラシ
レスモータ出力トルクの脈動分のデータを記憶する脈動
トルクパターン記憶部と、 前記脈動トルクパターンと前記回転位置情報とにより現
在の回転位相における負荷トルクと出力トルクの差を小
さくするような電流あるいは電圧の補正値を出力するト
ルク制御部と、 前記速度制御部が作成した前記平均指令値と前記トルク
制御部が出力した前記補正値より前記インバータ各相の
ＰＷＭ制御信号を算出するＰＷＭ信号作成部と、 前記ＰＷＭ制御信号に基づき前記インバータを制御する
ドライバ部と、を備えたことを特徴とする圧縮機用電動
機の制御装置。1. An inverter for driving a DC brushless motor built in a compressor, voltage detecting means for detecting a terminal voltage of an armature winding of the brushless motor, and voltage information output from the voltage detecting means. A rotational position detecting means for calculating a rotational position of the brushless motor and outputting rotational position information based on the rotational position information and a rotational speed command information provided from the outside. A speed control unit to be created; a pulsation torque pattern storage unit that stores pulsation data of the load torque per one revolution of the compressor and the pulsation of the DC brushless motor output torque; Current or voltage correction value to reduce the difference between load torque and output torque in the rotation phase of A torque control unit for applying, a PWM signal generation unit for calculating a PWM control signal of each phase of the inverter from the average command value generated by the speed control unit and the correction value output by the torque control unit; and the PWM control. A control device for a motor for a compressor, comprising: a driver unit that controls the inverter based on a signal.
タを駆動するためのインバータと、 前記ブラシレスモータの電機子巻線の端子電圧を検出す
る電圧検出手段と、 前記電圧検出手段の出力する電圧情報に基づいて、前記
ブラシレスモータの回転位置を演算し回転位置情報を出
力する回転位置検出手段と、 前記回転位置情報と外部より与えられる回転数指令情報
とによりインバータ出力電流あるいは電圧の平均指令値
を作成する速度制御部と、 前記圧縮機一回転あたりの負荷トルクの脈動分のデータ
を記憶する負荷トルクパターン記憶部と、 前記負荷トルクパターンと前記回転位置情報とにより現
在の回転位相における負荷トルクと出力トルクの差を小
さくするような電流あるいは電圧の補正値を出力するト
ルク制御部と、 前記インバータの出力電流あるいは電圧が前記速度制御
部が作成した前記平均指令値と前記トルク制御部が出力
した前記補正値の和となるようなＰＷＭデューティで、
かつ各相の通電角が１２０度を越えた値となるようなＰ
ＷＭ制御信号を作成するオーバラップＰＷＭ信号作成部
と、 前記ＰＷＭ制御信号に基づき前記インバータを制御する
ドライバ部と、を備えたことを特徴とする圧縮機用電動
機の制御装置。2. An inverter for driving a DC brushless motor built in a compressor, voltage detecting means for detecting a terminal voltage of an armature winding of the brushless motor, and voltage information output from the voltage detecting means. A rotational position detecting means for calculating a rotational position of the brushless motor and outputting rotational position information based on the rotational position information and a rotational speed command information provided from the outside. A speed control unit to be created, a load torque pattern storage unit that stores pulsation data of the load torque per one rotation of the compressor, and a load torque at a current rotation phase according to the load torque pattern and the rotation position information. A torque control unit that outputs a current or voltage correction value that reduces the difference in output torque; PWM duty such that the output current or voltage of the motor is the sum of the average command value created by the speed control unit and the correction value output by the torque control unit,
And P such that the conduction angle of each phase exceeds 120 degrees.
A control device for an electric motor for a compressor, comprising: an overlap PWM signal generation unit that generates a WM control signal; and a driver unit that controls the inverter based on the PWM control signal.
タを駆動するためのインバータと、 前記ブラシレスモータの電機子巻線の端子電圧を検出す
る電圧検出手段と、 前記電圧検出手段の出力する電圧情報に基づいて、前記
ブラシレスモータの回転位置を演算し回転位置情報を出
力する回転位置検出手段と、 前記回転位置情報と外部より与えられる回転数指令情報
とによりインバータ出力電流あるいは電圧の平均指令値
を作成する速度制御部と、 前記圧縮機一回転あたりの負荷トルクの脈動分のデータ
を記憶する負荷トルクパターン記憶部と、 トルク制御のＯＮ／ＯＦＦを指令するマンマシンインタ
フェース部と、 前記マンマシンインタフェース部の指令がＯＮの場合
は、前記負荷トルクパターンと前記回転位置情報とによ
り現在の回転位相における負荷トルクと出力トルクの差
を小さくするような電流あるいは電圧の補正値を出力
し、前記マンマシンインタフェース部の指令がＯＦＦの
場合は、前記補正値をゼロとするトルク制御部と、 前記速度制御部が作成した前記平均指令値と前記トルク
制御部が出力した前記補正値より前記インバータ各相の
ＰＷＭ制御信号を算出するＰＷＭ信号作成部と、 前記ＰＷＭ制御信号に基づき前記インバータを制御する
ドライバ部と、を備えたことを特徴とする圧縮機用電動
機の制御装置。3. An inverter for driving a DC brushless motor built in the compressor, voltage detecting means for detecting a terminal voltage of an armature winding of the brushless motor, and voltage information output from the voltage detecting means. A rotational position detecting means for calculating a rotational position of the brushless motor and outputting rotational position information based on the rotational position information and a rotational speed command information provided from the outside. A speed control unit to be created; a load torque pattern storage unit that stores data of pulsation of load torque per one rotation of the compressor; a man-machine interface unit that instructs ON / OFF of torque control; When the command of the section is ON, the current rotational position is determined based on the load torque pattern and the rotational position information. A torque control unit that outputs a correction value of a current or a voltage that reduces the difference between the load torque and the output torque in a phase, and when the command of the man-machine interface unit is OFF, the correction value is zero. A PWM signal generator for calculating a PWM control signal for each phase of the inverter based on the average command value generated by the speed controller and the correction value output by the torque controller; and controlling the inverter based on the PWM control signal. A control device for a motor for a compressor, comprising: a driver unit.
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|---|---|---|---|
| JP30935796A JP3667903B2 (en) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | Control device for motor for compressor |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| JPH10148184A true JPH10148184A (en) | 1998-06-02 |
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ID=17992036
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| JP30935796A Expired - Lifetime JP3667903B2 (en) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | Control device for motor for compressor |
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