DK170597B1

DK170597B1 - Torque control apparatus for rotary machine

Info

Publication number: DK170597B1
Application number: DK590386A
Authority: DK
Inventors: Yozo Nakamura; Mitsuru Nakamura; Sigeru Machida; Tsunehiro Endo; Hiroaki Hata
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-12-09
Filing date: 1986-12-09
Publication date: 1995-11-06
Also published as: DK590386D0; DK590386A

Description

DK 170597 Bl iDK 170597 Bl i

Opfindelsen angår et momentregulerende apparat, som er generelt anvendeligt ved en hvilken som helst af mange roterende maskiner, f.eks. en kompressor, i hvilken et belastningselement drives med en elektromotor, og nærmere 5 bestemt et drejningsmomentregulerende apparat, som er egnet til anvendelse med en roterende maskine, i hvilken belastningsmomentet varierer periodisk.The invention relates to a torque control apparatus which is generally applicable to any of many rotating machines, e.g. a compressor in which a load element is driven by an electric motor, and more particularly a torque regulating apparatus suitable for use with a rotary machine in which the load torque varies periodically.

EP-A-0 145 841 (svarende til JP-A-60-60286, publiceret 10 6. april 1985) og USA patent nr. 4 604 036, (udgivet 5.EP-A-0 145 841 (corresponding to JP-A-60-60286, published April 6, 1985) and US Patent No. 4,604,036, (published 5.

august 1985) viser et momentregulerende apparat, i hvilket der, for at nedsætte drejningsmomentforskellen imellem et belastningsmoment fra en kølegenerators kompressor og et udgangsmoment fra en motor, der driver kompressoren 15 gennem en hovedaksel, er gjort forsøg på at få motoren til at frembringe et drejningsmoment med et mønster, som varierer i synkronisme med variationen af belastningsmomentet i afhængighed af vinkelpositionen i én omdrejning.August 1985) discloses a torque regulating apparatus in which, in order to reduce the torque difference between a load torque from a refrigerator generator compressor and an output torque from a motor driving the compressor 15 through a main shaft, attempts have been made to cause the motor to produce a torque with a pattern which varies in synchronism with the variation of the load torque depending on the angular position in one turn.

20 I det angivne apparat opnås bølgeformen, som repræsenterer variationen af belastningsmomentet, imidlertid på basis af et signal, f.eks. en trykvariation i en kompressor afledt fra en maskine, som tilvejebringer omhandlede 25 kølecyklus. Den således opnåede bølgeformændring er derfor forsinket i forhold til den faktisk opståede ændring i belastningsmomentets bølgeform, og den resulterende styring af det af motoren afgivne drejningsmoment kan derfor ikke helt eliminere vibration af kompressorhuset 30 og dets ophængningssystem i hovedakslens rotationsretning.However, in the indicated apparatus, the waveform representing the variation of the load torque is obtained on the basis of a signal, e.g. a pressure variation in a compressor derived from a machine which provides the said cooling cycle. Therefore, the waveform change thus obtained is delayed relative to the actual change in the waveform of the load torque, and the resulting control of the torque delivered by the motor cannot therefore completely eliminate vibration of the compressor housing 30 and its suspension system in the direction of rotation of the main shaft.

EP-A-0 145 841 viser et momentreguleret roterende apparat, i hvilket et motorelement og et kompressionselement 35 er forbundet til hinanden ved hjælp af en aksel. Belastningsmomentet der bliver tilført kompressionselementet bliver detekteret, og udgangsmomentet fra motorelementet 2 DK 170597 B1 reguleres, så at det er lig belastningsmomentet. Belastningsmomentet detekteres i et punkt af rotationen af kompressionselementet, og belastningsmomentet beregnes * straks. Denne publikation svarer til angivelserne i krav 5 l's indledning. , i en roterende maskine, f.eks. en lukket kompressor, udledes ændringen af hovedakslens rotationshastighed under en omdrejning i rotorsiden og vibrationen af kom- 10 pressorhuset i hovedakslens rotationsretning i den stationære side af forskellen imellem et kompressorelements belastningsmoment og et motorelements elektromagnetiske drejningsmoment under en omdrejning af hovedakslen.EP-A-0 145 841 discloses a torque controlled rotary apparatus in which a motor element and a compression element 35 are connected to each other by means of a shaft. The load torque applied to the compression element is detected and the output torque from the motor element 2 is regulated so that it is equal to the load torque. The load torque is detected at one point by the rotation of the compression element and the load torque is calculated * immediately. This publication corresponds to the information in the preamble of claim 5 l. , in a rotary machine, e.g. a closed compressor, the change of the rotational speed of the main shaft during a rotation in the rotor side and the vibration of the compressor housing in the rotational direction of the main shaft in the stationary side of the difference between a compressor element's load torque and a motor element's electromagnetic torque during a rotation of the main shaft are deduced.

15 Fig. 12 viser skematisk årsagen til, at der opstår vibration i f.eks. en roterende kompressor. Et kompressorelement og et motorelement er hver sammensat af en roterende side, f.eks. rotorer 14, 15 og en motoraksel 16, og en stationær side, f.eks. stator 17, 18 og et hus 19. I kom- 20 pressions- og motorelementerne virker et gaskompressionsmoment TG og et elektromagnetisk moment TM i retninger som vist respektivt i fig. 12. I fig. 12 er momenterne Tg og TM positive, når rotationsretningen er med uret og negative, når rotationsretningen er imod uret.FIG. 12 shows schematically the reason why vibration occurs in e.g. a rotary compressor. A compressor element and a motor element are each composed of a rotating side, e.g. rotors 14, 15 and a motor shaft 16, and a stationary side, e.g. stator 17, 18 and a housing 19. In the compression and engine elements, a gas compression torque TG and an electromagnetic torque TM act in directions as shown respectively in FIG. 12. In FIG. 12, the moments Tg and TM are positive when the direction of rotation is clockwise and negative when the direction of rotation is counterclockwise.

2525

Bevægelsesligningerne for det roterende system og det stationære system, som er vist i fig. 12, er givet ved følgende respektive ligninger: 30 a2*_ JR - TG ' TM.................. t1» a2* 35 JR * ** ’ TM ' TG............. <2)The equations of motion of the rotary system and the stationary system shown in FIG. 12, is given by the following respective equations: 30 a2 * _ JR - TG 'TM .................. t1 »a2 * 35 JR * **' TM 'TG. ............ <2)

VV

li 3 DK 170597 B1 I ligningerne (1) og (2) er JR og Jg inertimomenterne, og , å\ , åS.In Equations (1) and (2), JR and Jg are the moments of inertia, and, ya, yS.

Rdt2 9 sdt2 5 er inertimomenterne af henholdsvis den roterende side og stationære side. T0 - T.. svarer til differencemomentet, K er fjederkonstant for fjedre, som bærer kompressoren, *R og *s er den respektive drejningsvinkel for den roterende og stationære side og vinkelhastigheden » for den roterende side er udtrykt ved u . fis _ 15 dtRdt2 9 sdt2 5 are the moments of inertia of the rotating side and the stationary side respectively. T0 - T .. corresponds to the differential torque, K is the spring constant for springs carrying the compressor, * R and * s are the respective rotation angle of the rotating and stationary side and the angular velocity »of the rotating side is expressed by u. fis _ 15 dt

Fig. 13 viser momentvariationer, som opstår under hovedakslens 16 rotation i den roterende kompressor. Det fremgår af fig. 13, at belastningsmomentet varierer meget i afhængighed af vinkelpositionen i hovedakslens 16 rotation. Hvorimod det elektromagnetiske moment, som frembringes med det konventionelle motorelement, ikke ændrer sig relativt.FIG. 13 shows torque variations which occur during the rotation of the main shaft 16 in the rotary compressor. It can be seen from FIG. 13, the load torque varies greatly depending on the angular position in the rotation of the main shaft 16. However, the electromagnetic torque produced by the conventional motor element does not change relatively.

Det fremgår af ligning (1), at i området hvor T_ > TM iIt can be seen from Equation (1) that in the region where T_> TM i

25 w M25 w M

fig. 13, d 2*_ do —γ1 - — > 0, dtz dt 30 og rotationshastigheden har tilbøjelighed til at vokse.FIG. 13, d 2 * _ do —γ1 - -> 0, dtz dt 30 and the rotational speed tends to grow.

På den anden side i området, hvor do 35 TG < V « < °' 4 DK 170597 B1 har rotationshastigheden har tilbøjelighed til at aftage.On the other hand, in the region where do 35 TG <V «<° '4 DK 170597 B1 has the rotational speed tends to decrease.

Således opstår en ændring i hovedakslens 16 rotationshastighed i det roterende system, fordi differencemomentet Tg - TM ændrer sig med tiden. Som det fremgår af ligning 5 (2) virker ændringen af denne rotationshastighed som en * excitationskraft i den stationære side, hvilket resulterer i vibration af huset 19 i hovedakslens 16 rotationsretning.Thus, a change in the rotational speed of the main shaft 16 occurs in the rotating system because the differential moment Tg - TM changes with time. As can be seen from Equation 5 (2), the change of this speed of rotation acts as an excitation force on the stationary side, resulting in vibration of the housing 19 in the direction of rotation of the main shaft 16.

10 Når det af motorelementet frembragte elektromagnetiske moment TM derfor reguleret således, at relationen TM = Tg opretholdes ved alle vinkelpositioner for hovedakslens 16 rotation, er værdien af 15 d« --0, dt og der opstår ingen ændring af rotationshastighed. I det stationære system viser den exciterende kraft sig også 20 w som et resultat af momentvariation, der ophæves for at eliminere vibrationen af huset 19 i hovedakslens 16 rotationsretning.Therefore, when the electromagnetic torque TM produced by the motor element is regulated such that the relation TM = Tg is maintained at all angular positions for the rotation of the main shaft 16, the value of 15 d «- 0, dt and no change of rotation speed occurs. In the stationary system, the excitation force also turns out to be 20w as a result of torque variation which is lifted to eliminate the vibration of the housing 19 in the direction of rotation of the main shaft 16.

Den foreliggende opfindelse har til hensigt at forbedre 25 apparatet ifølge EP-A-0 145 841. Den foreliggende opfin delse foreslår et momentregulerende roterende apparat, omfattende et elektrisk motorelement, et belastningselement, der er koblet til motorelementet gennem en roterende aksel, som drives af motorelementet og et momentregu-leringsapparat som regulerer et elektromagnetisk moment, der er frembragt af motorelementet, således at forskellen mellem det elektromagnetiske moment på nævnte motorelement, og et belastningsmoment på belastningselementet elimineres, kendetegnet ved, at reguleringsapparatet er 22 indrettet til for hver omdrejning af den roterende aksel, ved hjælp af rotationsvinkler at inddele denne i flere * 5 DK 170597 B1 vinkelsegmenter, og ved at det momentregulerende apparat yderligere indeholder: sensormidler til frembringelse af et antal ændringsværdier af den roterende aksels rotationshastighed, svarende til antallet af vinkelsegmenter 5 gennem i det mindst en tidligere omdrejning af den roterende aksel, beregningsmidler for beregning af et antal af reguleringsværdier baseret på antallet af ændringsværdier af rotationshastigheden af den roterende aksel, frembragt ved antallet af vinkelsegmenter, så at hver 10 reguleringsværdi svarer til et vinkelsegment, og reguleringsmidler for tilvejebringelse af antallet af reguleringsværdier til motorelementet ved efterfølgende omdrejning af den roterende aksel, for at slette forskellen mellem det elektromagnetiske moment og belastningsmomen-15 tet, ved hver vinkelsegment.The present invention aims to improve the apparatus of EP-A-0 145 841. The present invention proposes a torque regulating rotary apparatus comprising an electric motor element, a load element coupled to the motor element through a rotating shaft driven by the motor element and a torque control apparatus which regulates an electromagnetic torque produced by the motor element such that the difference between the electromagnetic torque of said motor element and a load torque of the load element is eliminated, characterized in that the control apparatus is adapted for each rotation rotating shaft, by rotating angles by dividing it into several angular segments and in that the torque control apparatus further comprises: sensor means for generating a number of change values of the rotational shaft's rotational speed, corresponding to the number of angular segments 5 through it. mine dst a previous rotation of the rotating shaft, calculating means for calculating a number of control values based on the number of change values of the rotational speed of the rotating shaft produced by the number of angular segments such that each 10 control value corresponds to an angular segment, and regulating means for providing the number of control values for the motor element upon subsequent rotation of the rotating shaft, to erase the difference between the electromagnetic torque and the load moment, at each angular segment.

Fortrinsvis er antallet af ændringsværdierne af rotationshastigheden af rotationsakslen ved de mange vinkelsegmenter opnået gennem antallet af den roterende aksels 20 forudgående omdrejninger.Preferably, the number of change values of the rotational speed of the rotary shaft at the many angular segments is obtained through the number of prior rotations of the rotary shaft 20.

Udførelsesformer af den foreliggende opfindelse vil nu blive beskrevet i detaljer, ved hjælp af eksempler, med henvisning til tegningen, hvorpå: 25 fig. 1 er et længdesnit af en roterende kompressor, styret ved en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, til at regulere drejningsmomentet, 30 fig. 2 viser bølgeformen af udgangssignalet fra mellemrumsføleren, som detekterer rotationshastigheden for hovedakslen vist i fig. 1, fig. 3 svarer til den grafiske afbildning af rotations-35 hastighedssignalet i fig. 2 til at vise variationer af hovedakslens rotationshastighed, 6 DK 170597 B1 fig. 4 er et blokdiagram, som skematisk viser strukturen af apparatet til regulering af moment ifølge opfindelsen, • fig. 5 er et rutediagram for momentregulering med appara-5 tet til at regulere moment, som er vist i fig. 4, fig. 6 er en delvis modifikation af rutediagrammet i fig.Embodiments of the present invention will now be described in detail, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a longitudinal section of a rotary compressor, controlled by an embodiment of the apparatus according to the invention, for controlling the torque; FIG. 2 shows the waveform of the output signal from the gap sensor which detects the rotational speed of the main shaft shown in FIG. 1, FIG. 3 corresponds to the graphical representation of the rotational speed signal of FIG. 2 to show variations in the rotational speed of the main shaft; FIG. 4 is a block diagram showing schematically the structure of the torque control apparatus according to the invention; FIG. 5 is a flow diagram for torque control with the torque control apparatus shown in FIG. 4, FIG. 6 is a partial modification of the flowchart of FIG.

5, 10 fig. 7 og 8 er delvise modifikationer af rutediagrammet i fig. 6, fig. 9 er et kredsløbsdiagram af et digital filter, som fortrinsvis anvendes til den statistiske behandling, som 15 er vist i fig. 8, fig. 10 er et blokdiagram, som viser den almindelige struktur af en anden udførelsesform for apparatet til at regulere moment, når opfindelsen anvendes til en kompres-20 sor drevet af en børsteløs jævnspændingsmotor, fig. 11 er et kredsløbsdiagram af momentreguleringsorganet vist på fig. 10, 25 fig. 12 viser momenter frembragt i en roterende maskine, og fig. 13 viser momentvariationer, som opstår under en omdrejning af hovedakslen vist i fig. 12.5, 10 FIG. 7 and 8 are partial modifications of the flow chart of FIG. 6, FIG. 9 is a circuit diagram of a digital filter which is preferably used for the statistical processing shown in FIG. 8, FIG. 10 is a block diagram showing the general structure of another embodiment of the torque control apparatus when the invention is applied to a compressor driven by a brushless DC motor; FIG. 11 is a circuit diagram of the torque control means shown in FIG. 10, 25 FIG. 12 shows torques produced in a rotary machine, and FIG. 13 shows torque variations occurring during a rotation of the main shaft shown in FIG. 12th

3030

Fig. 1 viser skematisk strukturen af en inverter-drevet type rotationskompressor, som er en form for en roterende maskine drevet med et motorelement (en jævnstrømsmotor) og hvortil opfindelsen anvendes. Strukturen af kompresso-35 ren i fig. 1 svarer generelt til den kompressor, som kendes fra USA patentskrift nr. 4 604 036. Derfor vil kun dele af kompressoren, som er forskellige herfra blive % 7 DK 170597 B1 beskrevet, og der ses bort fra beskrivelsen af samme eller ækvivalente dele.FIG. 1 schematically shows the structure of an inverter-driven type of rotary compressor, which is a form of a rotary machine driven by a motor element (a DC motor) and to which the invention is applied. The structure of the compressor of FIG. 1 generally corresponds to the compressor known from United States Patent No. 4,604,036. Therefore, only parts of the compressor which are different therefrom will be described and the description of the same or equivalent parts will be disregarded.

I fig. 1 er en rotor 3 for et motorelement 20 direkte 5 koblet med den roterende hovedaksel 4 til en rotor 8 for et kompressionselement 21, og et tandhjul 22, hvis rotation skal detekteres, er fast monteret på en forlængelse af den ene ende af hovedakslen 4, således at tandhjulet drejer sammen med hovedakslen 4. En mellemrumsføler 23, 10 som er fastgjort til et kompressorhus 1, registrerer tænderne på tandhjulet 22 og frembringer et impulssignal, som er udtryk for hovedakslens 4 rotationshastighed.In FIG. 1, a rotor 3 for a motor element 20 is directly coupled with the rotating main shaft 4 to a rotor 8 for a compression element 21, and a gear 22, the rotation of which is to be detected, is fixedly mounted on an extension of one end of the main shaft 4, so that the gear rotates with the main shaft 4. A gap sensor 23, 10, which is attached to a compressor housing 1, detects the teeth of the gear 22 and produces an impulse signal which represents the rotational speed of the main shaft 4.

Fig. 2 viser bølgeformen af rotationshastighedsdetekte-15 ringssignalet 24 frembragt af mellemrumsføleren 23. En basislinie 25 i fig. 2 repræsenterer det centrale udgangsniveau for detekteringssignalet 24. F.eks. krydser signalbølgeformen basislinien 25 ved tiden tg, og krydser så basislinien 25 igen ved tiden t^. På grundlag af 20 perioden for tiden t imellem tiden tg og tiden t^ og antallet af tænder m på tandhjulet 22 registreret i denne periode t bestemmes rotationshastigheden af hovedakslen 4 til tiden t^. Fig. 3 svarer til den grafiske afbildning i fig. 2 og viser variationer af rotationshastigheden 26 25 for hovedakslen 4 med tiden. I områder A og B er hovedakslens 4 rotationshastighed 26 henholdsvis højere og lavere end den gennemsnitlige rotationshastighed (en hastighedsindstilling) 27 for hovedakslen.FIG. 2 shows the waveform of the rotational velocity detection signal 24 generated by the gap sensor 23. A baseline 25 of FIG. 2 represents the central output level of the detection signal 24. For example. the signal waveform crosses the baseline 25 at time tg, and then crosses the baseline 25 again at time t ^. On the basis of the 20 period of time t between time tg and time t ^ and the number of teeth m of the gear 22 recorded during this period t, the rotational speed of the main shaft 4 is determined at time t ^. FIG. 3 corresponds to the graph of FIG. 2, showing variations of the rotation speed 26 25 of the main shaft 4 with time. In areas A and B, the rotational speed 26 of the main shaft 4 is higher and lower, respectively, than the average rotational speed (a speed setting) 27 of the main shaft.

30 Udgangssignalet 24 fra mellemrumsføleren 23 tilføres til et reguleringskredsløb 28, som er vist i fig. 4, og dette reguleringskredsløb 28, som kan være en mikrodatamat, regulerer det elektromagnetiske moment, som frembringes med motorelementet 20. Med henvisning til fig. 4 omdannes 35 hastighedsdetekteringssignalet 24 fra mellemrumsføleren 23 med en bølge-formende forforstærker 29 til et firkant-bølgesignal, som er udtrykt for de øjeblikkelige ændrin- 8 DK 170597 B1 ger af hovedakslens 4 rotationshastighed i hver omdrejning, og dette signal tilføres gennem et interface 30 til en CPU 31. På basis af de øjeblikkelige ændringer af hovedakslens 4 rotationshastighed beregner CPU 31 strøm-5 værdier, som skal tilføres til kompressorens motorelement ir 20, således at der ikke opstår nogen hastighedsændringer i hovedakslens 4 næste omdrejning. De således opnåede data oplagres i en RAM 32, indtil de er påkrævet. Data indskrevet i RAM 32 udløses så og tilføres til CPU'en 31, 10 og fra CPU'en 31 tilføres data til et styreorgan 34, som frembringer et choppersignal til tilførsel til et basis-drivorgan 35, som igen styrer en inverter 36, således at en strøm, som varierer i overensstemmelse med et mønster svarende til variationen af motorens ønskede udgangsmo-15 ment tilføres til motoren fra inverteren. Samtidig tilføres CPU'en 31 et tidsstyresignal til basisdrivorganet 35 gennem interfacen 30, så inverteren frembringer strømmen med mønstret bestemt af styreorganet 34 ved en timing bestemt i overensstemmelse med motorakslens vinkelposi-20 tion. Den af basisdrivorganet 35 drevne inverter 36 tjener til at forøge og nedsætte strømstyrken, som tilføres til motorelementet 20, således at ændringer af hovedakslens 4 rotationshastighed ikke opstår ved alle vinkel-rotationspositioner for hovedakslen 4. Hovedakslens 4 25 rotationshastighed styres kontinuerligt for derved at begrænse dens ændringer til mindre end en forudbestemt tilladt værdi hele tiden. Rækken af sådanne styresløjfer er skrevet i en ROM 33.The output signal 24 from the gap sensor 23 is applied to a control circuit 28 shown in FIG. 4, and this control circuit 28, which may be a microcomputer, regulates the electromagnetic torque produced by the motor element 20. Referring to FIG. 4, the speed detection signal 24 from the gap sensor 23 is converted by a waveforming preamplifier 29 into a square wave signal expressed for the instantaneous changes of the rotational speed of the main shaft 4 in each rotation and this signal is supplied through an interface 30 to a CPU 31. Based on the instantaneous changes in the rotational speed of the main shaft 4, the CPU 31 calculates current-5 values to be applied to the compressor motor element ir 20 so that no speed changes occur in the next rotation of the main shaft 4. The data thus obtained is stored in a RAM 32 until required. Data written into RAM 32 is then triggered and supplied to CPU 31, 10 and from CPU 31 data is applied to a controller 34 which produces a chopper signal for supply to a base driver 35 which in turn controls an inverter 36, thus a current which varies in accordance with a pattern corresponding to the variation of the desired output torque of the motor is supplied to the motor of the inverter. At the same time, the CPU 31 is applied a timing control signal to the base driver 35 through the interface 30 so that the inverter generates the current with the pattern determined by the controller 34 at a timing determined in accordance with the angular position of the motor shaft. The inverter 36 driven by the base drive means 35 serves to increase and decrease the current applied to the motor element 20 so that changes in the rotational speed of the main shaft 4 do not occur at all angular rotation positions of the main shaft 4. The rotational speed of the main shaft 4 is continuously controlled thereby limiting its changes to less than a predetermined allowable value all the time. The series of such control loops is written in a ROM 33.

30 Et rutediagram for momentreguleringen ved styrekredsløbet 28 er detaljeret beskrevet i forbindelse med fig. 5.30 A flow diagram of the torque control at the control circuit 28 is described in detail in connection with FIG. 5th

I et trin 110 i fig. 5 deles en omdrejning af hovedakslen 4 ved tiden k- i N-segmenter, og rotationshastigheden v 35 for hovedakslen 4 i hver af de delte segmenter (1, ..., N) detekteres. Det vil sige rotationshastigheds- ? impulser, som detekteres med mellemrumsføleren 23, formes * 9 DK 170597 B1 med bølgeformningsforforstærkeren 29 og bredden t af im-pulserne beregnes med en timer T , som er indbygget i mikrodatamaten, for derved at beregne hovedakslens 4 rotationshastighed i hvert af segmenterne 5 (x = 1, .«., N).In a step 110 of FIG. 5, a rotation of the main shaft 4 at time k- is divided into N segments, and the rotational speed v 35 of the main shaft 4 in each of the shared segments (1, ..., N) is detected. That is, rotation speed? pulses detected with the gap sensor 23 are formed * with the waveforming amplifier 29 and the width t of the pulses is calculated by a timer T built into the microcomputer, thereby calculating the rotational speed of the main shaft 4 in each of the segments 5 (x = 1,. «., N).

I et trin 120 sammenlignes så den i trinnet 110 detekterede rotationshastighedd v for hver af de individuelle segmenter med en rotationshastighedskommando V , som til-10 føres fra CPU'en 31 for at beregne hastighedsfejlen Δν ·In a step 120, then the rotational velocity v detected in step 110 is then compared for each of the individual segments with a rotational velocity command V applied from the CPU 31 to calculate the velocity error Δν ·

XX

v - V , og trinnet 120 efterfølgende af et trin 130. I trinnet 130 bedømmes de relative størrelser af den detekterede hastighed v og kommandohastigheden V . Når resul-tatet af bedømmelsen i trinnet 130 viser, at den detekte-15 rede hastighed v er mindre end kommandohastigheden V , dvs. når hastighedsfejlen Δν (=v - V ) < 0, efterfølges trinnet 130 af et trin 140. I trinnet 140 beregnes en nødvendig strømtilvækst ΔΙ , som skal lægges til strømmen til motorelementet 20, således at hastighedsfejlen avv - V, and the step 120 is followed by a step 130. In step 130, the relative magnitudes of the detected speed v and the command speed V are judged. When the result of the assessment in step 130 shows that the detected speed v is less than the command speed V, ie. when the speed error Δν (= v - V) <0, the step 130 is followed by a step 140. In the step 140, a necessary current gain ΔΙ is calculated to be added to the current to the motor element 20, so that the speed error of

XX

20 kan reduceres til nul, og trinnet 140 efterfølges af et trin 150. Når resultatet af bedømmelsen i trinnet 130 på den anden viser, at den detekterede hastighed v er høje-re end kommandohastigheden V , dvs. når hastighedsfejlen Δν >0, efterfølges trinnet 130 med et trin 142. I trin-25 net 142 beregnes en nødvendig strømforøgelse ΔΙ som20 can be reduced to zero and the step 140 is followed by a step 150. When the result of the judgment in step 130 on the other shows that the detected speed v is higher than the command speed V, ie. when the speed error Δν> 0, the step 130 is followed by a step 142. In step-25, a necessary current increase Δ is calculated as

XX

skal subtraheres fra strømmen til motorelementet 20 for derved at reducere hastighedsfejlen Δν til nul, og trin-must be subtracted from the current to the motor element 20, thereby reducing the speed error Δν to zero, and

XX

net 142 efterfølges af trinnet 150. Hvis bedømmelsen i trinnet 130 på den anden side beviser, at v = V , dvs.net 142 is followed by step 150. On the other hand, if the rating in step 130 proves that v = V, i.e.

<X X<X X

30 når hastighedsfejlen Δν =0, efterfølges trinnet 130 direkte af trinnet 150. I dette trin 150 bedømmes, hvorvidt x jfc N, dvs. hvor vidt hastighedsfejlen Δν er blevet beregnet for alle N-segmenter (x * 1 til N). Når resultatet af bedømmelsen i trinnet 150 viser, at x < N, efter-35 følges trinnet 150 af et trin 160, i hvilket de nødvendige strømstyrkeværdier beregnet på basis af hastighedsfejlene Δν for alle sektioner x (< N) bedømt i trin 150 er 10 DK 170597 B1 oplagret i RAM 32. Så forøges x til x x 0 1, og programmet vender tilbage til rotationshastighedsimpulsdetekteringstrinnet 110 for at gentage samme forløb. , 5 Hvis resultatet af bedømmelsen i trinnet 150 på den anden side viser, at x £ N, efterfølges trinnet 150 af et trin 170. I dette trin 170 udlæses strømværdiinformation for alle segmenter x (=1 til N) oplagret i RAM 32 for at frembringe et strømmønster svarende til en omdrejning 10 (delt i N-segmenter) for hovedakslen 4, for derved at styre hovedakslens 4 rotationshastighed. I et trin 180, som følger efter trinnet 170, drives basisorganet 35 under styring af styreorganet 34 på basis af det således frembragte strømmønster for derved at styre motorelemen-15 tets 20 elektromagnetiske moment. I dette trin 180 frembringes således drivsignalet, som driver basisdrivorganet 35. Så forøges k til k -* k + 1, og programmet vender tilbage til trin 110 for at gentagne samme rute.30 when the velocity error Δν = 0, the step 130 is followed directly by the step 150. In this step 150 it is judged whether x jfc N, ie. how far the velocity error Δν has been calculated for all N segments (x * 1 to N). When the result of the assessment in step 150 shows that x <N, then step 150 is followed by a step 160, in which the required current values calculated on the basis of the speed errors Δν for all sections x (<N) rated in step 150 are 10 DK 170597 B1 stored in RAM 32. Then x is increased to xx 0 1 and the program returns to the rotational speed pulse detection step 110 to repeat the same course. If, on the other hand, the result of the judgment in step 150 shows that x £ N, then step 150 is followed by a step 170. In this step 170, current value information for all segments x (= 1 to N) stored in RAM 32 is read out to generate a current pattern corresponding to a revolution 10 (divided into N segments) of the main shaft 4, thereby controlling the rotational speed of the main shaft 4. In a step 180 following the step 170, the base member 35 is operated under the control of the control means 34 on the basis of the current pattern thus produced, thereby controlling the electromagnetic torque of the motor member 20. Thus, in this step 180, the drive signal which drives the base driver 35 is generated. Then k is increased to k - * k + 1 and the program returns to step 110 to repeat the same route.

20 I rutediagrammet i fig. 5 detekteres information om rotationshastighedsændringer i den foregående omdrejning for hovedakslen 4 før nærværende anvendes til at beregne strømværdierne, som skal tilføres til motorelementet 20 for derved at regulere hovedakslens 4 rotationshastighed.20 In the flow chart of FIG. 5, information on rotational speed changes is detected in the previous rotation of the main shaft 4 before being used to calculate the current values to be applied to the motor element 20, thereby regulating the rotational speed of the main shaft 4.

25 I en ændret udførelsesform, som er vist i fig. 6, detekteres information om rotationshastighedsændringer i flere af hovedakslens 4 tidligere omdrejninger, før nærværende oplagres og statistisk behandles for derved at bestemme størrelserne af motorstrøm på basis af de statistiske 30 data, således at hovedakslens 4 rotationshastighed derved reguleres. I rutediagrammet i fig. 6 afviger styreforløbet fra trinnet 170 til trinnet 180 fra det i fig. 5 viste, og de øvrige trin er de samme som i fig. 5. Derfor vil kun afvigelsen blive beskrevet i forbindelse med fig.25 In a modified embodiment shown in FIG. 6, information on rotation speed changes is detected in several of the previous turns of the main shaft 4 before being stored and statistically processed to determine the magnitudes of motor current on the basis of the statistical data so that the rotational speed of the main shaft 4 is thereby controlled. In the flow chart of FIG. 6, the control process differs from the step 170 to the step 180 from the one shown in FIG. 5 and the other steps are the same as in FIG. 5. Therefore, only the deviation will be described in connection with FIG.

35 6. I trinnet 170 i fig. 6 frembringes et strømmønster svarende til en omdrejning for hovedakslen 4 ved tiden k^. og oplagres i RAM 32. Så bedømmes i et trin 171 om y er » DK 170597 B16. In step 170 of FIG. 6, a current pattern is produced corresponding to a rotation of the main shaft 4 at time k ^. and stored in RAM 32. Then, in a step 171, it is judged if y is »DK 170597 B1

IXIX

større eller mindre end m. Når resultatet af bedømmelsen viser, at y < m, forøges k til k -♦ k + 1, programmet vender tilbage til trinnet 110 for derved at frembringe et strømmønster svarende til en omdrejning af hovedakslen 4 5 ved tiden k + 1. Hvis resultatet af bedømmelsen i trin 171 på den anden side viser, at y ^ m, frembringer styreorganet 34 et drivsignal, som driver basisdrivorganet 35. Successive strømmønstre frembragt i trinnet 170 syntetiseres i CPU'en 31, og dette syntetiserede strømmønster 10 oplagres i RAM 32. Det syntetiserede strømmønster oplagret i RAM 32 tilføres kontinuerligt til styreorganet 34, således at styreorganet 34, når det påvirkes af et aktiveringssignal tilført som resultat af bedømmelse foretaget i trinnet 171, driver basisdrivorganet 35 på basis af 15 det syntetiserede strømstyremønster.greater or less than m. When the result of the assessment shows that y <m, k increases to k - ♦ k + 1, the program returns to step 110, thereby producing a flow pattern corresponding to a rotation of the main shaft 45 at time k + 1. If, on the other hand, the result of the judgment in step 171 shows that ym, the controller 34 produces a drive signal which drives the base driver 35. Successive current patterns generated in the step 170 are synthesized in the CPU 31, and this synthesized current pattern 10 is stored in RAM 32. The synthesized current pattern stored in RAM 32 is continuously applied to the control means 34, so that the control means 34, when affected by an activation signal supplied as a result of judgment made in step 171, drives the base driver 35 on the basis of the synthesized current control pattern.

I overensstemmelse med ovenstående måde til udjævning kan støj, som kan forekomme som følge af utilsigtet variation af hovedakslens 4 rotationshastighed, fjernes eftersom 20 rotationshastighedsvariationer af hovedakslen 4 opstår periodisk. Derfor kan rotationshastigheden for hovedakslen 4 styres med større pålidelighed.In accordance with the above smoothing method, noise which may occur due to unintended variation of the rotational speed of the main shaft 4 can be removed since 20 rotational velocity variations of the main shaft 4 occur periodically. Therefore, the rotational speed of the main shaft 4 can be controlled with greater reliability.

Som middel til statistisk behandling til frembringelse af 25 det i trinnet 172 viste syntetiserede strømmønster, kan en metode anvendes, ved hvilken rotationshastighedsændringer, som blev detekteret i flere tidligere omdrejninger (m-omdrejninger) for hver af de N-delte vinkelpositioner for hovedakslens rotation ganske enkelt udjævnes, 30 og sådanne udjævnede værdier anvendes til at danne strømmønstret. I et sådant tilfælde er udglatning af strøm-mønstersignalet med et lavpasfilter i stand til at fjerne høj frekvente støj komposanter.As a means of statistical processing to produce the synthesized flow pattern shown in step 172, a method can be used in which rotational velocity changes detected in several previous revolutions (m revolutions) for each of the N-division angular positions of the rotation of the main shaft are quite single smoothed, 30 and such smoothed values are used to form the flow pattern. In such a case, smoothing the current pattern signal with a low pass filter is capable of removing high frequency noise components.

35 I trinnet 170, som er vist i fig. 5, dannes strømmønstret svarende til en omdrejning af hovedakslen 4 ved at detektere hastighedsfejlen Δν i hver af N-segmenterne. En så- 12 DK 170597 B1 dan måde til strømmønsterdannelse kan imidlertid opsamle yderst store, midlertidige variationer, som kan bidrage til ydre faktorer. Effektive midler til at forhindre opsamling af sådanne variationer er vist i fig. 7. I fig. 7 5 er tilvejebragt en tærskelværdi I *, og variationer, som overstiger denne tærskelværdi I * ses bort fra i udjæv-ningstrinnet for derved at nedsætte en ugunstig effekt som følge af forstyrrelse til et minimum. Med henvisning til fig. 7 efterfølges trinnet 170 til at danne strømmøn-10 stret ved tiden k af et trin 175, i hvilket det bedømmes, hvorvidt I fe I *. Når resultatet af bedømmelsen i trinnet 170 er JA, betragtes I til at være I = I *, og strøm-mønstret korrigeres ved at se bort fra variationer, som overstiger I » I *. Så aktiveres styreorganet 34 for at 15 drive basisdrivorganet 35 på basis af det korrigerede strømmønster. Hvis resultatet af bedømmelsen på den anden side viser, at I £ I *, bliver strømmønstret frembragt i trinnet 170 ikke korrigeret, og styreorganet 34 aktiveres for at drive basisdrivorganet 35 af dette ikke korrigere-20 de strømmønster. Tærskelværdien I * bestemmes på to må-der. På den ene måde bestemmes tærskelværdien I * i forvejen eksperimentelt. På den anden måde beregnes tærskelværdien I * på basis af I 1 og I hvor gang disse værdier detekteres.In the step 170 shown in FIG. 5, the flow pattern corresponding to a rotation of the main shaft 4 is formed by detecting the velocity error Δν in each of the N segments. However, such a way of flow pattern formation can collect extremely large, temporary variations which can contribute to external factors. Effective means for preventing the collection of such variations are shown in FIG. 7. In FIG. 7 5, a threshold value I * is provided, and variations exceeding this threshold value I * are disregarded in the equalization step, thereby minimizing an adverse effect due to disturbance. Referring to FIG. 7, the step 170 is followed to form the flow pattern at time k of a step 175, in which it is judged whether I fe I *. When the result of the judgment in step 170 is YES, I is considered to be I = I *, and the flow pattern is corrected by disregarding variations exceeding I »I *. Then the control means 34 is activated to drive the base drive means 35 on the basis of the corrected current pattern. If, on the other hand, the result of the judgment shows that I £ I *, the current pattern generated in step 170 is not corrected and the control means 34 is activated to drive the base drive means 35 of this non-corrected flow pattern. The threshold value I * is determined in two ways. In one way, the threshold value I * is already determined experimentally. Alternatively, the threshold value I * is calculated on the basis of I 1 and I at the time these values are detected.

2525

Som en anden metode til statistisk behandling i trinnet 172 i fig. 6, bliver en løbende udjævningsmodelmetode som vist i fig. 8 også effektivt anvendt. I overensstemmelse med denne metode tilføres vægtede løbende gennemsnit af 30 rotationshastighedsvariationsdata (indgangsdata) som bliver tilført på en tidsseriel måde, beregnet som vist med følgende udtryk (3): 35 yk · aA-*+l .............. (3) ¥ 13 DK 170597 B1 hvori er en k'te tidseriel indgangsdata (tilført ved et tidsinterval T), yk er en udgangsdata (en statistisk), og er en parameterkoefficient. En sådan metode til statistisk behandling udføres ved anvendelsen af et line-5 ært, ikke recursivt digitalfilter som vist i fig. 9. Digitalfilteret i fig. 9 er sammensat af multiplikatorer 47, enhedstidsforsinkelseselementer 48 og et additionstrin 49 til at frembringe et udgangssignal yk som svar på tilførslen af indgangssignalet xk> 10 I den i fig. 8 viste modifikation efterfølges trinnet 170 til at danne strømmønstret af et trin 175, i hvilket strøminformation i^ opnået umiddelbart før det foreliggende trin blandt de opnåede tidligere afvejes med en 15 vægt a^ for at korrigere strømmønstret. Sådanne korrigerede strømmønstre syntetiseres så i et trin 176, og styreorganet 34 aktiveres for at drive basisdrivorganet 35 på basis af det syntetiserede strømmønster.As another method of statistical processing in step 172 of FIG. 6, a continuous smoothing model method as shown in FIG. 8 also effectively used. In accordance with this method, weighted continuous averages of 30 rotational velocity variation data (input data) are fed in a time-series manner, calculated as shown by the following expression (3): 35 yk · aA - * + l ......... ..... (3) ¥ 13 DK 170597 B1 in which is a kth time serial input data (supplied at a time interval T), yk is an output data (a statistical), and is a parameter coefficient. Such a statistical processing method is carried out using a linear, non-recursive digital filter as shown in FIG. 9. The digital filter of FIG. 9 is composed of multipliers 47, unit time delay elements 48 and an addition step 49 to produce an output signal yk in response to the input of the input signal xk> 10. 8, the step 170 is followed to form the flow pattern of a step 175, in which current information i ^ obtained immediately prior to the present step is weighed out among the previously obtained by a 15 weight a ^ to correct the flow pattern. Such corrected current patterns are then synthesized in a step 176 and the control means 34 is activated to drive the base drive means 35 on the basis of the synthesized current pattern.

20 Det er en bemærkelsesværdig kendsgerning, at der ikke er nogle effektive metoder til at detektere momentændringer i den roterende side, undtagen metoden til at opnå information om rotationshastighedsændringer for hovedakslen 4.20 It is a noteworthy fact that there are no effective methods for detecting torque changes in the rotating side, except the method of obtaining rotational speed change information for the main shaft 4.

I den førnævnte udførelsesform anvendes mellemrumsføleren 25 23 som et middel til at detektere rotationshastighedsænd ringer for hovedakslen 4 og frembringe rotationshastighedsimpulser til at tages i betragtning.In the aforementioned embodiment, the gap sensor 25 23 is used as a means of detecting rotational velocity changes for the main shaft 4 and generating rotational velocity pulses to be considered.

Imidlertid kan et føler-løst arrangement, som ikke kræver 30 tilvejebringelse af en sådan føler i kompressoren, anvendes til at opnå informationen om rotationshastighedsændringer. Det vil sige det er kendt fra Flemings regel, at en modelektromotorisk kraft induceres i en retning modsat strømretningen, når strømmen forløber gennem hver 35 af lederne i en jævnstrømsmotor, og dens størrelse er proportional med motorens rotationshastighed. Således kan information om rotationshastighedsændringer for det rote- 14 DK 170597 B1 rende system opnås ved at detektere ændringer i strømmen som følge af ændringer i den modelektromotoriske kraft forårsaget af rotationshastighedsændringer.However, a sensorless arrangement which does not require providing such a sensor in the compressor can be used to obtain the rotational velocity change information. That is, it is known from Fleming's rule that a counter-electromotive force is induced in a direction opposite to the current direction as the current passes through each of the 35 conductors of a direct current motor and its magnitude is proportional to the motor's rotational speed. Thus, information on rotational velocity changes for the rotating system can be obtained by detecting changes in current due to changes in the model electromotive force caused by rotational velocity changes.

5 Fig. 10 viser den generelle struktur af en anden udførelsesform for det momentstyrende apparat, i hvilket en børsteløs jævnstrømsmotor anvendes som motorelementet.FIG. 10 shows the general structure of another embodiment of the torque controlling apparatus in which a brushless DC motor is used as the motor element.

I fig. 10 er en AC-effektforsyning 50 tilsluttet gennem 10 et ensretterkredsløb 51 og en udglatningskondensator 52 til en inverter (vekselretter) 62 for at tilføre en jævnspænding til Inverteren 62.In FIG. 10, an AC power supply 50 is connected through 10 a rectifier circuit 51 and a smoothing capacitor 52 to an inverter (inverter) 62 to supply a DC voltage to the inverter 62.

Denne inverter 62 er af en 120° ledetype sammensat af 15 transistorer TR^ til TRg og tilbagekoblingsdioder til Dg. I inverteren bliver 120° ledningsperioden for transistorerne TR^ til TR^ tilsluttet til den positive side af kondensatoren 52, over hvilken jævnspændingen fremkommer, impulsbreddemoduleret, således at disse transistorer 20 virker som en chopper til at styre vekseludgangsspændingen fra inverteren 62.This inverter 62 is of a 120 ° conduction type composed of 15 transistors TR ^ to TRg and feedback diodes to Dg. In the inverter, the 120 ° wiring period of transistors TR ^ to TR ^ is connected to the positive side of capacitor 52, over which the DC voltage is generated, pulse width modulated such that these transistors 20 act as a chopper to control the AC output voltage of the inverter 62.

En modstand R1 med en lav modstand er tilsluttet mellem de fælles emitterterminaler for transistorerne TR^ til 25 TRg og fælles anodeterminaler for dioderne D4 til Dg.A low resistance resistor R1 is connected between the common emitter terminals of the transistors TR ^ to 25 TRg and common anode terminals of the diodes D4 to Dg.

En kompressordel, som er generel betegnet med henvisningstallet 70, indeholder en synkronmotor 70-1 der i sit feltsystem har en topolet permanent magnet fra en børste-30 løs jævnstrømsmotor, og et kompressionselement 70-2, som er belastningen for synkronmotoren 70-1.A compressor part, generally designated by reference numeral 70, contains a synchronous motor 70-1 which, in its field system, has a two-pole permanent magnet from a brushless DC motor, and a compression element 70-2 which is the load of the synchronous motor 70-1.

Ankerstrømmen IL, som forløber gennem ankerviklingerne i synkronmotoren 70-1, forløber også gennem modstanden R^ 35 og, ved at detektere spændingsfaldet over modstanden R^, kan ankerstrømmen TL detekteres. * # 15 DK 170597 B1The anchor current IL, which passes through the anchor windings in the synchronous motor 70-1, also passes through the resistor R ^ 35 and, by detecting the voltage drop across the resistor R ^, the anchor current TL can be detected. * # 15 DK 170597 B1

Et reguleringskredsløb, som regulerer udgangsmomentet fra synkronmotoren 70-1, indeholder en mikrodatamat 53, et pol-positionsdetekterende kredsløb 54, som detekterer polpositionerne for synkronmotorens 70-1 rotor, et 5 momentstyreorgan 80, som styrer synkronmotorens 70-1 udgangsmoment, et basisdrivorgan 55, som driver basis for transistorerne TR^ til TRg, et hastighedskommandokredsløb 56, som tilfører mikrodatamaten 53 et signal, som beordrer en ønsket rotationshastighed, en elektromagnetisk 10 pickup 72, som detektorer variationer af rotationshastigheden for kompressordelens 70 hovedaksel, og et bølgeformningskredsløb 74, som danner bølgeformen for udgangssignalet fra pickup'en 72.A control circuit which regulates the output torque of synchronous motor 70-1 contains a microcomputer 53, a pole position detecting circuit 54 which detects the pole positions of the rotor of the synchronous motor 70-1, a torque control means 80 which controls the output torque of the synchronous motor 70-1, a base drive 55 , which operates the base of transistors TR1 to TRg, a speed command circuit 56 which supplies the microcomputer 53 with a signal which commands a desired rotational speed, an electromagnetic pickup 72, which detects variations in the rotational speed of the main shaft of the compressor 70, and a wave forming circuit 74, forms the waveform of the output signal from the pickup 72.

15 Som angivet i JP-A-52-80415, er polpositionsdetekteringskredsløbet 54 et kredsløb, hvortil terminalspændinger V ,As disclosed in JP-A-52-80415, the pole position detection circuit 54 is a circuit to which terminal voltages V,

Vg og fra synkronmotorens 70-1 ankerviklinger tilføres gennem et filterkredsløb, og som frembringer et positionssignal 65, som er udtryk for den detekterede vinkel-20 position af synkronmotorens 70-1 rotor.Vg and from the anchor windings of the synchronous motor 70-1 are applied through a filter circuit, which produces a position signal 65 which represents the detected angular position of the synchronous motor 70-1 rotor.

Mikrodatamaten 53 indeholder en CPU 53a, en ROM 53b, og en RAM 53c og en interface 53d, som er forbundet med en adressebus, en databus og en styrebus (ikke vist). ROM'en 25 53b styrer et styreprogram, som kræves til at drive synkronmotoren 70-1 på basis af data opnået i en tidligere omdrejning for kompressorhovedakslen eller statistisk behandlede data.The microcomputer 53 contains a CPU 53a, a ROM 53b, and a RAM 53c and an interface 53d connected to an address bus, a data bus, and a control bus (not shown). ROM 25 53b controls a control program required to operate synchronous motor 70-1 on the basis of data obtained in a previous rotation of the compressor main shaft or statistically processed data.

30 På den anden side bliver data om hastighedsfejl detekte-ret i en tidligere omdrejning for kompressorens hovedaksel for N-sektioner af akselomdrejning eller statistisk behandlede data for hastighedsfejl detekteret i flere tidligere omdrejninger for hovedakslen skrevet i RAM'en 35 53c.30 On the other hand, speed error data is detected in a previous rotation of the main shaft of the compressor for N sections of shaft rotation or statistically processed speed error data detected in several previous turns of the main shaft written in RAM 35c.

16 DK 170597 B1 På basis af informationen om rotationshastighedsændringer for kompressorens hovedaksel, frembringes et strømmønster svarende til en omdrejning for kompressorens hovedaksel eller et udjævnet strømmønster svarende til flere omdrej-5 ninger af kompressorens hovedaksel, og momentstyreorganet 80 styrer ankerstrøm ved anvendelse af et sådant strømmønster .16 DK 170597 B1 On the basis of the information about the rotational speed changes of the main shaft of the compressor, a current pattern corresponding to a revolution of the main shaft of the compressor or a smoothed current pattern corresponding to several revolutions of the main shaft of the compressor is produced, and the torque control means 80 uses an anchor current when .

I den børsteløse jævnstrømsmotor er strømmen gennem 10 ankerviklingerne proportionalt med motorens drejningsmoment. Ved derfor at styre motorens ankerstrøm, kan dens drej ningsmoment styres.In the brushless DC motor, the current through the 10 anchor windings is proportional to the torque of the motor. Therefore, by controlling the motor anchor current, its torque can be controlled.

Fig. 11 viser den detaljerede struktur af momentstyre-15 organet 80. Som vist i fig. 11 indeholder styreorganet 80 en D/A-konverter 80b, som virker som et strømkommando-kredsløb, idet en forstærker 80c virker som et strømdetekteringskredsløb og en komparator 80d virker som et sammenligningskredsløb med en hysteresekarakteristik.FIG. 11 shows the detailed structure of the torque controller 80. As shown in FIG. 11, the controller 80 includes a D / A converter 80b which acts as a power command circuit, an amplifier 80c acts as a current detection circuit and a comparator 80d acts as a comparison circuit with a hysteresis characteristic.

2020

En 8-bit hastighedsfejldata SQ udlæst fra mikrodatamatens 53 RAM 53c konverteres med D/A-konverteren 80b til en analog data, som tilvejebringer en strømkommandoværdi 80a som vist.An 8-bit speed error data SQ read from the microcomputer 53 RAM 53c is converted by the D / A converter 80b to an analog data which provides a power command value 80a as shown.

2525

Ankerstrømmen 1^ detekteret som spændingsfaldet over modstanden R^, forstærkes med forstærkeren 80c for at opnå en detekteret strømværdi VJL, som sammenlignes med strøm-kommandoværdien 80a i komparatoren 80d. Et choppersignal 30 fremkommer ved udgangen af komparatoren 80d til at omskifte transistorerne TR^ til TR^ i inverteren 62.The anchor current 1 ^ detected as the voltage drop across the resistor R ^ is amplified by the amplifier 80c to obtain a detected current value VJL, which is compared with the current command value 80a in comparator 80d. A chopper signal 30 appears at the output of comparator 80d to switch transistors TR ^ to TR ^ in inverter 62.

Det foregående har refereret til måden til at regulere udgangsmomentet for et inverter-drevet motorelement i en 35 lukket rotorkompressor. Imidlertid er opfindelsen på ingen måde begrænset til en sådan specifik anvendelse og er lige så anvendelig ved en hvilken som helst roterende 5 17 DK 170597 B1 maskine, som drives med et motorelement, og i hvilken belastning (absorption) momentet varierer periodisk.The foregoing has referred to the way of controlling the output torque of an inverter driven motor element in a closed rotor compressor. However, the invention is by no means limited to such specific application and is equally applicable to any rotary machine driven by a motor element and in which the load (absorption) torque varies periodically.

Det er af foregående beskrivelse klart, at variationer af 5 rotationshastigheden ved den roterende system i høj grad kan nedsættes ved anvendelse af opfindelsen på en roterende maskine, som drives af et motorelement, og i hvilken belastningsmomentet varierer periodisk. Med andre ord kan vibrationer fra hele huset på den stationære side i 10 høj grad reduceres, og især opnås vibrationsfri drift ved lav hastighed af den roterende maskine nær resonanspunktet eller i et område under resonanspunktet. Eftersom vibration af den roterende maskine kan reduceres, kan den vibrationssikre struktur desuden i høj grad forenkles.It is clear from the foregoing description that variations in the rotational speed of the rotary system can be greatly reduced by applying the invention to a rotary machine driven by a motor element and in which the load torque varies periodically. In other words, vibrations from the entire housing on the stationary side can be greatly reduced, and in particular vibration-free operation is achieved at low speed by the rotary machine near the resonant point or in an area below the resonant point. Furthermore, since vibration of the rotary machine can be reduced, the vibration proof structure can be greatly simplified.

15 Derfor kan den roterende maskines effektforbrug spares ved at lade den roterende maskine arbejde i et stort område med variable hastigheder og størrelsen af det system, i hvilket den roterende maskine indbygges, kan reduceres .15 Therefore, the power consumption of the rotary machine can be saved by allowing the rotary machine to operate in a large area of variable speeds and the size of the system in which the rotary machine is incorporated can be reduced.

20 25 30 3520 25 30 35

Claims

A torque controlled rotary apparatus, comprising an electric motor element (20), a load element (21) coupled to the motor element (20) through a rotating shaft (4) driven by the motor element (20) and a torque control apparatus (28 , 34, 35, 36) which regulate an electromagnetic torque produced by the motor element (20) so as to eliminate the difference between the electromagnetic torque of said motor element (20) and a load torque of the load element (21), characterized in that, for each rotation of the rotating shaft, the regulating apparatus is arranged to divide it by rotational angles into 15 more angular segments, and in that the torque regulating apparatus further comprises: sensor means (23, 29) for generating a number of change values of the rotational speed of the rotating shaft (4) corresponding to the number of angular segments through at least one previous rotation of the rotating shaft (4), r (31) for calculating a number of control values based on the number of change values of the rotational speed of the rotating shaft produced by the number of angular segments such that each control value corresponds to an angular segment, and control means (34, 35) for providing the number of control values for the motor element (20) upon subsequent rotation of the rotating shaft (4), to erase the difference between the electromagnetic torque and the load torque, at each 30 angular segment.

A torque controlled rotary apparatus according to claim 1, characterized in that the number of change values of the rotational speed of the rotary shaft at the many angular segments is obtained by the number of prior rotations of the rotary shaft. S