JP2001078492A - 圧縮機駆動用電動機の制御装置 - Google Patents

圧縮機駆動用電動機の制御装置

Info

Publication number
JP2001078492A
JP2001078492A JP24736199A JP24736199A JP2001078492A JP 2001078492 A JP2001078492 A JP 2001078492A JP 24736199 A JP24736199 A JP 24736199A JP 24736199 A JP24736199 A JP 24736199A JP 2001078492 A JP2001078492 A JP 2001078492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
motor
stator winding
compressor
energization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24736199A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Omura
直起 大村
Hiroshi Tamura
宏 田村
Morio Hirahara
茂利夫 平原
Toshiaki Muranaka
俊明 村中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP24736199A priority Critical patent/JP2001078492A/ja
Publication of JP2001078492A publication Critical patent/JP2001078492A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機の運転範囲全域にわたって高い効率を
実現でき、且つ最大能力の向上を可能とした圧縮機駆動
用電動機の制御装置を提供すること。 【解決手段】 無整流子電動機制御器に、各固定子巻き
線への通電位相を可変する通電位相可変装置を設け、条
件により通電位相をコントロールする。つまり、電動機
においては回転子の回転により発生する誘起電圧と各固
定子巻き線電流の位相を一致、あるいは近づけることに
より効率を上げることができる。しかし、一般的に負荷
が大きくなるにつれて各固定子巻き線電流の位相は遅れ
気味になるので、そのような条件では各固定子巻き線電
流の位相を一致、あるいは近づけることで効率の低下を
防止している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫、空気調和
機などの冷凍サイクルの密閉型圧縮機に内蔵された圧縮
機駆動用電動機の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の冷蔵庫、空気調和機などの冷凍
サイクルの密閉型圧縮機に内蔵された圧縮機駆動用電動
機としての無整流子電動機において、周知のように固定
子巻き線電流は、インダクタンスと抵抗の成分により、
その位相は各巻き線に発生する誘起電圧に対し遅れ位相
となる。この遅れ位相は無整流子電動機の効率低下を招
くため、従来技術として通電の位相を一定値進めて、電
流の遅れ位相を補正するものがある。
【0003】例えば、誘起電圧位相に対して、各固定子
巻き線への通電の切り換えを、15°遅れ、30°遅れ
等、固定位相で制御していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
では、例えば、無整流子電動機の効率において、ある条
件下(負荷)では要求に対して高い性能を発揮するが、
負荷が変化した場合は運転範囲全域においてそうである
とは言えない。また、最大能力など用途においては、能
力を効率より優先させたい場合もあるが、その切り換え
はできないという問題があった。
【0005】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、電動
機の運転範囲全域にわたって高い効率を実現でき、且つ
最大能力の向上を可能とした圧縮機駆動用電動機の制御
装置を提供することを目的としているものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の圧縮
機駆動用電動機の制御装置は、冷蔵庫、空気調和機など
の冷凍サイクルの密閉型圧縮機に内蔵された圧縮機駆動
用の電動機の回転中に非通電の固定子巻き線に発生する
誘起電圧と所定の基準電圧とを比較する比較回路の出力
に基づき各固定子巻き線への通電を切り換える制御手段
を備えた圧縮機駆動用電動機の制御装置において、各固
定子巻き線への通電位相が合うように可変させる通電位
相可変手段を設けていることを特徴としている。
【0007】また、請求項2の圧縮機駆動用電動機の制
御装置は、冷蔵庫、空気調和機などの冷凍サイクルの密
閉型圧縮機に内蔵された圧縮機駆動用の電動機の回転中
に非通電の固定子巻き線に発生する誘起電圧と所定の基
準電圧とを比較する比較回路の出力に基づき各固定子巻
き線への通電を切り換える制御手段を備えた圧縮機駆動
用電動機の制御装置において、各固定子巻き線への通電
位相を可変する通電位相可変手段と、各固定子巻き線へ
の印加電圧を検出する印加電圧検出装置とを設け、前記
印加電圧からの出力に基づき各固定子巻き線への通電位
相が合うように可変させていることを特徴としている。
【0008】請求項3の圧縮機駆動用電動機の制御装置
は、冷蔵庫、空気調和機などの冷凍サイクルの密閉型圧
縮機に内蔵された圧縮機駆動用の電動機の回転中に非通
電の固定子巻き線に発生する誘起電圧と所定の基準電圧
とを比較する比較回路の出力に基づき各固定子巻き線へ
の通電を切り換える制御手段を備えた圧縮機駆動用電動
機の制御装置において、各固定子巻き線への通電位相を
可変する通電位相可変手段と、電動機の回転数を検出す
る回転数検出装置とを設け、回転数検出装置からの出力
に基づき各固定子巻き線への通電位相が合うように可変
させていることを特徴としている。
【0009】請求項4の圧縮機駆動用電動機の制御装置
は、請求項1〜請求項3のいずれかのものにおいて、電
動機の目標回転数と実回転数の差を比較する比較装置を
設け、比較装置の出力に基づき各固定子巻き線への通電
位相が合うように可変させていることを特徴としてい
る。
【0010】請求項5の圧縮機駆動用電動機の制御装置
は、請求項1〜請求項3のいずれかのものにおいて、電
動機の回転数を優先させる場合には、各固定子巻き線へ
の通電位相が合うように可変させるよりも、通電位相を
優先的にずらせることを特徴としている。
【0011】上記請求項で記載されている通電位相が合
うように可変させるには、通電位相を完全に一致させる
場合のみならず、近づける場合も含む。
【0012】請求項1から4記載の圧縮機駆動用電動機
の制御装置であると、電動機の制御器に、各固定子巻き
線への通電位相を可変する通電位相可変手段を設け、条
件により通電位相をコントロールするようにしたもので
ある。つまり、電動機においては回転子の回転により発
生する誘起電圧と各固定子巻き線電流の位相を一致、あ
るいは近づけることにより効率を上げることができる
が、一般的に負荷が大きくなるにつれて各固定子巻き線
電流の位相は遅れ気味になるので、そのような条件では
各固定子巻き線電流の位相を一致、あるいは近づけるこ
とで効率の低下を防止している。
【0013】請求項5記載の圧縮機駆動用電動機の制御
装置について説明する。
【0014】冷蔵庫などで無整流子電動機などの電動機
を使用する場合、プルダウン制御等、効率より能力が必
要な場合がある。このような場合は、回転子の回転によ
り発生する誘起電圧と各固定子巻き線電流の位相をずら
すことで、各固定子巻き線への電流を増やすことができ
るので、電動機の最大回転数を向上させるようにしてい
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1〜図
4に基づいて説明する。
【0016】図1は圧縮機駆動用電動機の制御装置のブ
ロック回路図を示し、AC100Vの交流電源がダイオ
ードからなる整流回路10にて整流され、コンデンサか
らなる平滑回路12により平滑される。平滑回路12に
て平滑された直流電源がスイッチング素子からなるイン
バータ回路14に電源として供給されるようになってい
る。
【0017】無整流子電動機16は、3相4極の固定子
巻き線と、N、S各2極の回転子からなり、冷蔵庫、空
気調和機などの冷凍サイクルの密閉型圧縮機に内蔵され
た圧縮機駆動用の電動機である。無整流子電動機16の
各固定子巻き線と、平滑回路12の出力端側に接続され
た分割抵抗R、Rの分圧値とがコンパレータ1
8、20、22にそれぞれ入力されており、各コンパレ
ータ18、20、22の出力と、各巻き線電流をみるた
めの信号とが比較器24に入力されている。この比較器
24は、回転子の極性反転タイミングをゼロクロス点に
より検出するための回路であり、交流電源を整流した直
流電圧の分圧値と、誘起電圧を比較するものである。
【0018】上記比較器24からの信号と回転数指令信
号が入力される制御部26は、無整流子電動機16を駆
動制御するものであり、無整流子電動機16の通電位
相、印加電圧等を制御している。なお、印加電圧はPW
M信号でPWM信号の周期に対するオン時間で無整流子
電動機16が一定回転数で運転するよう制御し、またそ
の比をDUTYとして計算している。
【0019】また、制御部26は、印加電圧検出器28
と、誘起電圧から回転数を検出する回転数検出器30
と、目標となる回転数と回転数検出器30の差を計算す
る回転数比較器32と、各固定子巻き線への通電位相、
つまり、固定子巻き線の誘起電圧と巻き線電流との位相
が合うように(位相が一致、あるいは近づけるよう
に)、通電位相を可変する通電位相可変装置34と、こ
の通電位相可変装置34内に設けられ、上記DUTYと
回転数の値から固定子巻き線の誘起電圧と固定子巻き線
電流の位相があうように予め決めておいたデータを格納
しているメモリ36等で構成されている。
【0020】ここで、図2は、回転中の無整流子電動機
16の1相についての印加電圧、誘起電圧、巻き線電流
の関係を示したものである。
【0021】図2に示すように、一般的に無整流子電動
機16において、巻き線電流はインダクタンスと抵抗の
成分により、その位相は各巻き線に発生する誘起電圧に
対し遅れ位相となる(以下、遅れ角という)。この遅れ
位相は無整流子電動機16の効率低下を招くため、従来
例で述べたように通電の位相を一定値進めて(以下、進
み角という)、巻き線電流の遅れ位相を補正するものが
ある。しかし、遅れ角は無整流子電動機16の運転条件
により変化するため、運転範囲全域にわたって効率の良
い運転は出来ない。
【0022】そこで、本実施例では、運転条件に応じて
上記進み角を制御することで、巻き線電流の遅れ位相を
補正し、これにより運転範囲全域にわたり効率の良い運
転を可能にしたものである。
【0023】すなわち、図2に示すように、一般的に無
整流子電動機16において、巻き線電流はインダクタン
スと抵抗の成分により、その位相は各巻き線に発生する
誘起電圧に対して遅れ位相となり、この遅れ角は無整流
子電動機16の負荷に比例する。本実施例では印加電圧
の検出は、上記制御部26の印加電圧検出器28で行な
い、制御部26で無整流子電動機16の印加電圧をPW
M信号の周期に対するオン時間で無整流子電動機16が
一定回転数で運転するように制御しており、印加電圧を
補正する毎に計算している。また、回転数検出は、上記
比較器24から出力される信号の周期から計算してい
る。
【0024】また、通電位相は、印加電圧検出器28と
回転数検出器30の出力(DUTYと回転数)を図3示
すように複数のゾーン(本実施例では4つのゾーン)に
分けており、その出力となる補正値は実験からシステム
に最適となるように決めており、そのため、運転範囲全
域にわたり効率の良い運転を可能としている。
【0025】すなわち、図3(a)はDUTYを4つの
ゾーンに分けた場合を示し、(b)は回転数を4つのゾ
ーンに分けた場合を示している。図中の2次曲線は、そ
れぞれの小から大、大から小へと変わる場合を示し、遷
移の途中でゾーンの分かれ目の箇所でハンチングを防止
するためにしきい値を変えている。図2(a)は誘起電
圧に対して巻き線電流の位相が遅れている場合を示し、
図2(b)は誘起電圧と巻き線電流の位相を合わせた場
合を示し、運転範囲全域にわたってこの誘起電圧に対し
て巻き線電流の位相が合うように巻き線電流の位相を進
めるものであり、その進み角をいずれに決定して補正す
るかを、図3に示すDUTYと回転数の2種類のゾーン
により決定している。
【0026】本実施例では、16の進み角データA〜P
を上述したように実験により得たデータとして予めメモ
リ36に格納している。今、印加電圧検出器28と回転
数検出器30からの出力であるDUTYと回転数のゾー
ンが、例えば、DUTYはゾーン2、回転数がゾーン3
であれば、進み角データJを用いることで、誘起電圧に
対して巻き線電流の位相を合わせることができる。
【0027】このようにどのような状態においても、D
UTYと回転数のゾーン値から誘起電圧に対して巻き線
電流の位相あわせる(巻き線電流の位相を進める)こと
で、運転範囲全域にわたって効率の良い運転を可能にす
る。なお、本実施例では、DUTYと回転数のゾーンを
4つとしたが、さらに多くのゾーンに分けることで、よ
いきめ細かな制御を行なうことができる。
【0028】ところで、図4は無整流子電動機16の特
性(負荷に対する電流、回転数との特性)を示すもので
あり、直流電動機と同等の特性になる。ここで、通電位
相を可変し、図2に示す電圧VL(印加電圧と誘起電圧
との差電圧)を変化させることで、図4の破線で示すよ
うに無整流子電動機16の特性を変えることができる。
すなわち、電圧VLを大きくすることで、固定子巻き線
への電流を増やすことができ、それにより回転数を上げ
ることができる。
【0029】また、本実施例では、印加電圧を上げ、印
加電圧検出器28の出力が最大で、回転数比較器32の
出力が、目標回転数>実回転数+DIFF(DIFFは
一定値で10rps程度)時、制御部26が、通電位相
を進ませることで、前記のように特性を変化させて、同
負荷時の無整流子電動機16の最大回転数を向上させる
ことが可能となる。この場合には、効率よりも回転数を
優先させる場合に好適である。
【0030】
【発明の効果】以上により本発明の圧縮機駆動用電動機
の制御装置であると、電動機の運転範囲全域にわたって
高い効率を実現でき、且つ最大能力の向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の電動機駆動制御用のブロ
ック回路図である。
【図2】固定子巻き線の誘起電圧と巻き線電流との位相
の関係を示す説明図である。
【図3】DUTYと回転数とに応じてゾーン分けをして
進み角データを設定している場合の説明図である。
【図4】電圧VLを可変させることで回転数と電流の増
減の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
14 インバータ回路 16 無整流子電動機 24 比較器 26 制御部 28 印加電圧検出器 30 回転数検出器 32 回転数比較器 34 通電位相可変装置 36 メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平原 茂利夫 大阪府茨木市太田東芝町1番6号 株式会 社東芝大阪工場内 (72)発明者 村中 俊明 大阪府茨木市太田東芝町1番6号 株式会 社東芝大阪工場内 Fターム(参考) 5H575 AA06 DD03 GG02 GG06 HA08 HB01 HB20 JJ03 JJ17 LL13 LL24 LL31

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷蔵庫、空気調和機などの冷凍サイクルの
    密閉型圧縮機に内蔵された圧縮機駆動用の電動機の回転
    中に非通電の固定子巻き線に発生する誘起電圧と所定の
    基準電圧とを比較する比較回路の出力に基づき各固定子
    巻き線への通電を切り換える制御手段を備えた圧縮機駆
    動用電動機の制御装置において、 各固定子巻き線への通電位相が合うように可変させる通
    電位相可変手段を設けていることを特徴とする圧縮機駆
    動用電動機の制御装置。
  2. 【請求項2】冷蔵庫、空気調和機などの冷凍サイクルの
    密閉型圧縮機に内蔵された圧縮機駆動用の電動機の回転
    中に非通電の固定子巻き線に発生する誘起電圧と所定の
    基準電圧とを比較する比較回路の出力に基づき各固定子
    巻き線への通電を切り換える制御手段を備えた圧縮機駆
    動用電動機の制御装置において、 各固定子巻き線への通電位相を可変する通電位相可変手
    段と、 各固定子巻き線への印加電圧を検出する印加電圧検出装
    置とを設け、 前記印加電圧からの出力に基づき各固定子巻き線への通
    電位相が合うように可変させていることを特徴とする圧
    縮機駆動用電動機の制御装置。
  3. 【請求項3】冷蔵庫、空気調和機などの冷凍サイクルの
    密閉型圧縮機に内蔵された圧縮機駆動用の電動機の回転
    中に非通電の固定子巻き線に発生する誘起電圧と所定の
    基準電圧とを比較する比較回路の出力に基づき各固定子
    巻き線への通電を切り換える制御手段を備えた圧縮機駆
    動用電動機の制御装置において、 各固定子巻き線への通電位相を可変する通電位相可変手
    段と、 電動機の回転数を検出する回転数検出装置とを設け、 回転数検出装置からの出力に基づき各固定子巻き線への
    通電位相が合うように可変させていることを特徴とする
    圧縮機駆動用電動機の制御装置。
  4. 【請求項4】電動機の目標回転数と実回転数の差を比較
    する比較装置を設け、 比較装置の出力に基づき各固定子巻き線への通電位相が
    合うように可変させていることを特徴とする請求項1〜
    請求項3のいずれか記載の圧縮機駆動用電動機の制御装
    置。
  5. 【請求項5】電動機の回転数を優先させる場合には、各
    固定子巻き線への通電位相が合うように可変させるより
    も、通電位相を優先的にずらせることを特徴とする請求
    項1〜請求項3のいずれか記載の圧縮機駆動用電動機の
    制御装置。
JP24736199A 1999-09-01 1999-09-01 圧縮機駆動用電動機の制御装置 Pending JP2001078492A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24736199A JP2001078492A (ja) 1999-09-01 1999-09-01 圧縮機駆動用電動機の制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24736199A JP2001078492A (ja) 1999-09-01 1999-09-01 圧縮機駆動用電動機の制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001078492A true JP2001078492A (ja) 2001-03-23

Family

ID=17162288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24736199A Pending JP2001078492A (ja) 1999-09-01 1999-09-01 圧縮機駆動用電動機の制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001078492A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100702913B1 (ko) 브러시리스 dc 모터의 구동 방법 및 그 장치
US5229693A (en) Driving control apparatus for brushless motor with optimum controlled converter
USRE39060E1 (en) Power supply device and air conditioner using the same
JP3971979B2 (ja) 空気調和装置
US7116073B1 (en) Methods and apparatus for controlling a motor/generator
JPH10201286A (ja) モータ駆動装置
JP4887033B2 (ja) インバータ装置とその制御方法及び冷凍サイクル装置
US7135829B1 (en) Methods and apparatus for controlling a motor/generator
JP4226224B2 (ja) インバータ装置
JP3672637B2 (ja) 圧縮機電動機制御装置
JP5428746B2 (ja) ブラシレスdcモータの駆動装置およびこれを用いた電気機器
JP2006149097A (ja) モータ制御装置
US4550281A (en) Synchronous motor control
JP3691269B2 (ja) モータ制御装置
EP1753123A2 (en) Methods and apparatus for controlling a motor/generator
US7282876B2 (en) System for driving brushless DC motor and method of driving same
US7271565B2 (en) Apparatus for controlling speed of fan motor of air-conditioner
JPH06284782A (ja) モータ制御回路
JP2001078492A (ja) 圧縮機駆動用電動機の制御装置
JP3544338B2 (ja) 圧縮機モータの制御装置
JP2002247878A (ja) 電動機の制御方法
JPH06311778A (ja) 冷凍サイクル制御装置
JP4173724B2 (ja) モータのトルク制御装置
KR102015867B1 (ko) 모터 구동 장치
JP2003319690A (ja) 空気調和機のファン用ブラシレスモータの駆動装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050712

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060328