JP2001119978A - Method and device for controlling brushless dc motor - Google Patents

Method and device for controlling brushless dc motor

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JP2001119978A
JP2001119978A JP2000243242A JP2000243242A JP2001119978A JP 2001119978 A JP2001119978 A JP 2001119978A JP 2000243242 A JP2000243242 A JP 2000243242A JP 2000243242 A JP2000243242 A JP 2000243242A JP 2001119978 A JP2001119978 A JP 2001119978A
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澄和 松野
Manabu Kosaka
学 小坂
Masanobu Kita
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control a buried magnet motor with the maximum efficiency, without having to use rotary position sensors. SOLUTION: A rotary position θ and a rotary speed ω of the rotor of a brushless DC motor 12 are detected by a rotor rotation position detection port 13 and are supplied to a drive waveform generation part 14. Also, a torque T calculated by a torque calculation part 15 with load information as input is supplied to a current phase determination part 16 for performing the operation of an approximation expression for indicating a current phase β, to determine the current phase β, before supplying to the drive waveform generation part 14. Furthermore, a speed command value ω* being outputted from a speed control part 17 and an operation current I at an inverter 11 are also supplied to the drive waveform generation part 14. The drive waveform generation part 14 generates a PWM command, based on the input signals and supplies it to the inverter 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はブラシレスDCモ
ータ制御方法およびその装置に関し、さらに詳細にいえ
ば、エンコーダなどの位置センサを用いることなく、ブ
ラシレスDCモータを最大効率で運転するための方法お
よびその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for controlling a brushless DC motor, and more particularly, to a method for operating a brushless DC motor with maximum efficiency without using a position sensor such as an encoder and the like. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、ブラシレスDCモータを制御
するに当たって、回転子の回転位置を検出することが必
須であることが知られている。そして、回転子の回転位
置を検出するための方法として、ロータリーエンコーダ
を用いる方法、ホール素子などを用いる方法、120°
通電波形を採用するとともに、誘起電圧のゼロクロスを
検出する方法が知られている。
2. Description of the Related Art It has been known that, in controlling a brushless DC motor, it is essential to detect a rotational position of a rotor. As a method for detecting the rotational position of the rotor, a method using a rotary encoder, a method using a Hall element,
There is known a method of detecting a zero cross of an induced voltage while employing an energization waveform.

【0003】これらの方法のうち、ロータリーエンコー
ダを用いる方法は、装置全体の著しいコストアップを招
いてしまうので、ブラシレスDCモータを動力源とする
家電製品などのようにコストダウンの要求が強いものに
は適用することができない。また、ホール素子などを用
いる方法は、コンプレッサーのように高温、高圧などの
過酷な環境を生成するものに組み込むことが著しく困難
もしくは不可能である。
[0003] Of these methods, the method using a rotary encoder causes a significant increase in the cost of the entire apparatus. Therefore, there is a strong demand for cost reduction such as home electric appliances using a brushless DC motor as a power source. Cannot be applied. Further, it is extremely difficult or impossible to incorporate a method using a Hall element or the like into a device that generates a severe environment such as high temperature and high pressure such as a compressor.

【0004】これらと異なり、120°通電波形を採用
するとともに、誘起電圧のゼロクロスを検出する方法
は、ロータリーエンコーダを用いる方法、ホール素子な
どを用いる方法を適用することが困難な用途であっても
簡単に適用することができる。
[0006] Unlike the above, a method of employing a 120 ° conduction waveform and detecting a zero crossing of an induced voltage can be used even when it is difficult to apply a method using a rotary encoder or a method using a Hall element. Can be easily applied.

【0005】また、以上のようにして検出された回転位
置に基づいてブラシレスDCモータを制御するに当たっ
て、従来は以下の制御方法が採用されていた。
In controlling a brushless DC motor based on the rotational position detected as described above, the following control method has conventionally been adopted.

【0006】永久磁石を回転子の表面に装着してなるブ
ラシレスDCモータ(以下、表面磁石モータと略称す
る)を制御するに当たっては、リラクタンストルクを発
生しないので、d軸電流idを0にする制御方法が採用
されている。
In controlling a brushless DC motor (hereinafter, abbreviated as a surface magnet motor) having a permanent magnet mounted on the surface of a rotor, reluctance torque is not generated, so that the d-axis current id is set to 0. The method has been adopted.

【0007】また、永久磁石を回転子の内部に装着して
なるブラシレスDCモータ(以下、埋込磁石モータ、ま
たはIPMと略称する)を制御するに当たっては、リラ
クタンストルクを発生するので、i=0よりも電流位
相を大きく進める制御方法が採用されている。
Further, the brushless DC motor (hereinafter, abbreviated as the embedded magnet motor or IPM,) formed by mounting a permanent magnet inside the rotor in controlling the Since the produce reluctance torque, i d = A control method for increasing the current phase more than 0 is adopted.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、回転位置をセ
ンサを用いることなく検出して埋込磁石モータを制御す
る場合には、一般的に120°通電を採用するととも
に、誘起電圧のゼロクロスを検出して回転位置を検出す
るようにしているので、所望の電流位相βを得ることが
できない。
However, when controlling the embedded magnet motor by detecting the rotational position without using a sensor, 120 ° energization is generally employed and the zero cross of the induced voltage is detected. As a result, the desired current phase β cannot be obtained.

【0009】また、従来の制御方法として、3次調波を
用いて回転位置を検出し、供給電力を監視しながら埋込
磁石モータを最大効率制御しようとする方法、および3
次調波の振幅を監視しながら埋込磁石モータを最大効率
制御しようとする方法が提案されている。
Further, as a conventional control method, a rotational position is detected by using a third harmonic, and the maximum efficiency of the embedded magnet motor is controlled while monitoring the supplied power.
There has been proposed a method for controlling the maximum efficiency of the interior magnet motor while monitoring the amplitude of the second harmonic.

【0010】しかし、前者の方法を採用した場合には、
負荷が変動する環境では最大効率制御を行うことができ
ず、また後者の方法を採用した場合には、3次調波の不
正確性に起因して正確な位相制御を行うことができず、
ひいては最大効率制御を達成することができない。
However, when the former method is adopted,
In the environment where the load fluctuates, maximum efficiency control cannot be performed, and when the latter method is adopted, accurate phase control cannot be performed due to the inaccuracy of the third harmonic,
Consequently, maximum efficiency control cannot be achieved.

【0011】さらに、上述した何れの方法においても、
回転位置の検出が離散的であり緻密な制御を行うことが
できず、モータの運転状態によって、検出した回転位置
が実際の回転位置からずれ易いという不都合がある。
Further, in any of the above methods,
The detection of the rotational position is discrete and precise control cannot be performed, and the detected rotational position is likely to deviate from the actual rotational position depending on the operation state of the motor.

【0012】[0012]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、回転位置センサを用いることなく埋込磁
石モータを最大効率制御することができるブラシレスD
Cモータ制御方法およびその装置を提供することを目的
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has a brushless D which can control the maximum efficiency of an embedded magnet motor without using a rotational position sensor.
It is an object of the present invention to provide a C motor control method and a device thereof.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1のブラシレスD
Cモータ制御方法は、回転子の内部に永久磁石を装着し
てなるブラシレスDCモータを回転位置センサを用いる
ことなく回転子の回転位置を検出して制御するに当たっ
て、最大効率制御を達成すべく電流位相を制御して電流
位相を目標電流位相にする方法である。
A brushless D according to claim 1
The C motor control method is based on detecting a rotational position of a rotor without using a rotational position sensor and controlling a brushless DC motor having a permanent magnet mounted inside the rotor. This is a method of controlling the phase to make the current phase the target current phase.

【0014】請求項2のブラシレスDCモータ制御方法
は、前記目標電流位相として、ブラシレスDCモータの
各運転状態毎に予め測定により得られた、最大効率を実
現できる電流位相を採用する方法である。
The brushless DC motor control method according to a second aspect of the present invention is a method in which a current phase capable of realizing the maximum efficiency obtained by measurement in advance for each operating state of the brushless DC motor is used as the target current phase.

【0015】請求項3のブラシレスDCモータ制御方法
は、前記目標電流位相として、ブラシレスDCモータの
各運転状態毎に予め測定により得られた、最大効率を実
現できる電流位相を近似する式に基づいて算出されるも
のを採用する方法である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control method, wherein the target current phase is based on an equation which approximates a current phase capable of realizing maximum efficiency, which is obtained in advance for each operating state of the brushless DC motor by measurement. This is a method that employs the calculated value.

【0016】請求項4のブラシレスDCモータ制御方法
は、前記目標電流位相として、ブラシレスDCモータの
運転状態によらず、所望の一定値を採用する方法であ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, a desired constant value is adopted as the target current phase regardless of the operating state of the brushless DC motor.

【0017】請求項5のブラシレスDCモータ制御方法
は、ブラシレスDCモータの固定子の中性点の電圧と、
固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の回
転位置を検出し、検出された位置信号をブラシレスDC
モータの運転条件に基づいて補正し、補正された位置信
号を基準として電流位相を制御する方法である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control method, comprising:
The rotational position of the rotor is detected based on the average value of the terminal voltages of the stator windings, and the detected position signal is transferred to a brushless DC.
This is a method in which the current phase is corrected based on the operating condition of the motor, and the current phase is controlled based on the corrected position signal.

【0018】請求項6のブラシレスDCモータ制御方法
は、固定子巻線の印加電圧、モータ電流、およびブラシ
レスDCモータの機器定数を用いて所定の演算を行って
回転子の回転位置を算出し、算出された回転位置に基づ
いて電流位相を制御する方法である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control method, wherein a predetermined operation is performed using a voltage applied to a stator winding, a motor current, and a device constant of the brushless DC motor to calculate a rotational position of the rotor. This is a method of controlling the current phase based on the calculated rotational position.

【0019】請求項7のブラシレスDCモータ制御方法
は、電圧型インバータが発生する高調波電流から求めら
れたインダクタンスおよび回転子の突極性から回転子の
回転位置を算出し、算出された回転位置に基づいて電流
位相を制御する方法である。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a brushless DC motor, comprising: calculating a rotational position of a rotor from an inductance obtained from a harmonic current generated by a voltage type inverter and saliency of the rotor; This is a method for controlling the current phase based on the current phase.

【0020】請求項8のブラシレスDCモータ制御装置
は、回転子の内部に永久磁石を装着してなるブラシレス
DCモータを回転位置センサを用いることなく回転子の
回転位置を検出して制御するものであって、最大効率制
御を達成すべく電流位相を制御して電流位相を目標電流
位相にする電流位相制御手段を含むものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control device for controlling a brushless DC motor having a permanent magnet mounted inside the rotor by detecting the rotational position of the rotor without using a rotational position sensor. The present invention further includes current phase control means for controlling the current phase to achieve the maximum efficiency control and setting the current phase to the target current phase.

【0021】請求項9のブラシレスDCモータ制御装置
は、前記電流位相制御手段として、ブラシレスDCモー
タの各運転状態毎に予め測定により得られた、最大効率
を実現できる電流位相を目標電流位相として採用するも
のを採用するものである。
According to a ninth aspect of the present invention, the current phase control means employs, as the target current phase, a current phase capable of realizing the maximum efficiency obtained by measurement in advance for each operation state of the brushless DC motor. It is what adopts what is done.

【0022】請求項10のブラシレスDCモータ制御装
置は、前記電流位相制御手段として、ブラシレスDCモ
ータの各運転状態毎に予め測定により得られた、最大効
率を実現できる目標電流位相をマップとして格納したも
のを採用するものである。
According to a tenth aspect of the present invention, as the current phase control means, a target current phase, which can be obtained at the maximum efficiency and is obtained in advance for each operating state of the brushless DC motor, is stored as a map. It is something that adopts.

【0023】請求項11のブラシレスDCモータ制御装
置は、前記電流位相制御手段として、ブラシレスDCモ
ータの各運転状態毎に予め測定により得られた、最大効
率を実現できる電流位相を近似する式に基づいて算出さ
れるものを目標電流位相として採用するものを採用する
ものである。
In the brushless DC motor control device according to the present invention, the current phase control means is based on a formula which approximates a current phase which can achieve the maximum efficiency, which is obtained in advance for each operation state of the brushless DC motor by measurement. In this case, the calculated value is adopted as the target current phase.

【0024】請求項12のブラシレスDCモータ制御装
置は、前記電流位相制御手段として、ブラシレスDCモ
ータの運転状態によらず、所望の一定値を目標電流位相
として採用するものを採用するものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, as the brushless DC motor control device, a current phase control means adopting a desired constant value as a target current phase irrespective of the operation state of the brushless DC motor is adopted.

【0025】請求項13のブラシレスDCモータ制御装
置は、ブラシレスDCモータの固定子の中性点の電圧
と、固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子
の回転位置を検出する回転位置検出手段と、検出された
位置信号をブラシレスDCモータの運転条件に基づいて
補正する補正手段とをさらに含み、前記電流位相制御手
段として、補正された位置信号を基準として電流位相を
制御するものを採用するものである。
A brushless DC motor control device according to a thirteenth aspect detects a rotational position of a rotor based on a voltage at a neutral point of a stator of the brushless DC motor and an average value of terminal voltages of a stator winding. A rotation position detection unit; and a correction unit that corrects the detected position signal based on an operation condition of the brushless DC motor. The current phase control unit controls a current phase based on the corrected position signal. It is something that adopts.

【0026】請求項14のブラシレスDCモータ制御装
置は、固定子巻線の印加電圧、モータ電流、およびブラ
シレスDCモータの機器定数を用いて所定の演算を行っ
て回転子の回転位置を算出する回転位置算出手段をさら
に含み、前記電流位相制御手段として、算出された回転
位置に基づいて電流位相を制御するものを採用するもの
である。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control device which performs a predetermined operation using a voltage applied to a stator winding, a motor current, and a device constant of a brushless DC motor to calculate a rotational position of a rotor. The apparatus further includes a position calculating means, and employs a means for controlling a current phase based on the calculated rotational position as the current phase control means.

【0027】請求項15のブラシレスDCモータ制御装
置は、電圧型インバータが発生する高調波電流から求め
られたインダクタンスおよび回転子の突極性から回転子
回転位置を算出する回転位置算出手段をさらに含み、前
記電流位相制御手段として、算出された回転位置に基づ
いて電流位相を制御するものを採用するものである。
A brushless DC motor control device according to a fifteenth aspect further includes a rotational position calculating means for calculating a rotor rotational position from an inductance obtained from a harmonic current generated by the voltage type inverter and a saliency of the rotor. As the current phase control means, means for controlling a current phase based on the calculated rotational position is employed.

【0028】請求項16のブラシレスDCモータ制御方
法は、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレスDC
モータの機器定数を用いて磁束情報から回転子の回転位
置を推定し、この推定結果を用いてインバータを制御
し、突極性を持つブラシレスDCモータを制御するに当
たって、磁束に基づいてべくインバータを制御する方法
である。ここで、および以下の対応部分において、「磁
束」とは「検出磁束」を表す概念として使用される。す
なわち、固定子鎖交磁束ではなく、これをさらに加工し
た値(次元は磁束)を表す。
A brushless DC motor control method according to a sixteenth aspect of the present invention provides a method for controlling a motor voltage, a motor current and a brushless DC motor.
Estimates the rotational position of the rotor from the magnetic flux information using the motor constants, controls the inverter using this estimation result, and controls the inverter based on the magnetic flux in controlling the brushless DC motor with saliency. How to Here and in the following corresponding parts, “magnetic flux” is used as a concept representing “detected magnetic flux”. That is, it is not a stator linkage flux but a value obtained by further processing this (dimension is magnetic flux).

【0029】請求項17のブラシレスDCモータ制御方
法は、磁束がほぼ0になる領域を避けるべくインバータ
を制御する方法である。
A brushless DC motor control method according to a seventeenth aspect is a method of controlling an inverter so as to avoid a region where the magnetic flux is substantially zero.

【0030】請求項18のブラシレスDCモータ制御方
法は、磁束がほぼ0であることを検出し、磁束がほぼ0
であることを検出したことに応答して進相制御を行って
磁束がほぼ0になる領域を避ける方法である。
According to the brushless DC motor control method of the eighteenth aspect, it is detected that the magnetic flux is substantially zero, and the magnetic flux is substantially zero.
In this method, the phase advance control is performed in response to the detection that

【0031】請求項19のブラシレスDCモータ制御方
法は、磁束がほぼ0であることを検出し、磁束がほぼ0
であることを検出したことに応答して電流垂下制御を行
って磁束がほぼ0になる領域を避ける方法である。
According to the brushless DC motor control method of the nineteenth aspect, it is detected that the magnetic flux is substantially zero, and the magnetic flux is substantially zero.
In this method, the current drooping control is performed in response to the detection that

【0032】請求項20のブラシレスDCモータ制御方
法は、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレスDC
モータの機器定数を用いて回転子の回転位置を推定し、
この推定結果を用いてインバータを制御し、ブラシレス
DCモータを制御するに当たって、目標とする電流位相
になるように電流位相を制御する方法である。
A brushless DC motor control method according to a twentieth aspect is characterized in that the motor voltage, the motor current, and the brushless DC
Estimating the rotational position of the rotor using the equipment constants of the motor,
In controlling the inverter using this estimation result and controlling the brushless DC motor, this is a method of controlling the current phase so that the current phase becomes a target current phase.

【0033】請求項21のブラシレスDCモータ制御方
法は、回転座標モータモデルを用いて回転子の回転位置
の推定を行う方法である。
A brushless DC motor control method according to a twenty-first aspect is a method of estimating a rotational position of a rotor using a rotational coordinate motor model.

【0034】請求項22のブラシレスDCモータ制御方
法は、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレスDC
モータの機器定数を用いて回転子の回転位置を推定し、
この推定結果を用いてインバータを制御し、ブラシレス
DCモータを制御するに当たって、回転位置推定に関す
る一巡伝達関数のゲインを、目標位相、トルク範囲で安
定条件を満たす値に設定する方法である。
A brushless DC motor control method according to claim 22 is a method for controlling a motor voltage, a motor current, and a brushless DC motor.
Estimating the rotational position of the rotor using the equipment constants of the motor,
In controlling the inverter using this estimation result and controlling the brushless DC motor, this is a method of setting the gain of the loop transfer function relating to the rotation position estimation to a value that satisfies the stability condition in the target phase and torque range.

【0035】請求項23のブラシレスDCモータ制御方
法は、伝達関数Gが数1で表され、G/(1+G)の分
母多項式のsの実根が全て負になるように伝達関数Gの
ゲインKθとF(s)を設定する方法である。
According to the brushless DC motor control method of the twenty-third aspect, the transfer function G is represented by the following equation 1, and the gain K θ of the transfer function G is set so that all real roots of s of the denominator polynomial of G / (1 + G) become negative. And F (s).

【0036】請求項24のブラシレスDCモータ制御方
法は、固定座標モータモデルを用いて回転子の回転位置
の推定を行う方法である。
A brushless DC motor control method according to a twenty-fourth aspect is a method of estimating a rotational position of a rotor using a fixed coordinate motor model.

【0037】請求項25のブラシレスDCモータ制御方
法は、運転開始前にモータ機器定数を同定する方法であ
る。
A brushless DC motor control method according to a twenty-fifth aspect is a method for identifying motor equipment constants before starting operation.

【0038】請求項26のブラシレスDCモータ制御方
法は、目標電流位相を、モータの最高効率位相または最
大トルク位相以上に進める方法である。
In a brushless DC motor control method according to a twenty-sixth aspect, the target current phase is advanced to the maximum efficiency phase or the maximum torque phase of the motor.

【0039】請求項27のブラシレスDCモータ制御方
法は、ブラシレスDCモータにより圧縮機を駆動する方
法である。
A brushless DC motor control method according to claim 27 is a method of driving a compressor by a brushless DC motor.

【0040】請求項28のブラシレスDCモータ制御装
置は、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレスDC
モータの機器定数を用いて磁束情報から回転子の回転位
置を推定し、この推定結果を用いてインバータを制御
し、突極性を持つブラシレスDCモータを制御するもの
であって、磁束に基づいてインバータを制御するインバ
ータ制御手段を含むものである。
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control device comprising: a motor voltage, a motor current, and a brushless DC motor;
It estimates the rotational position of the rotor from the magnetic flux information using the equipment constants of the motor, controls the inverter using this estimation result, and controls the brushless DC motor having saliency, based on the magnetic flux. And an inverter control means for controlling the power supply.

【0041】請求項29のブラシレスDCモータ制御装
置は、前記インバータ制御手段として、磁束がほぼ0に
なる領域を避けるべくインバータを制御するものを採用
するものである。
A brushless DC motor control device according to claim 29 employs, as the inverter control means, one that controls an inverter so as to avoid a region where the magnetic flux is substantially zero.

【0042】請求項30のブラシレスDCモータ制御装
置は、前記インバータ制御手段として、磁束がほぼ0で
あることを検出し、磁束がほぼ0であることを検出した
ことに応答して進相制御を行って磁束がほぼ0になる領
域を避けるものを採用するものである。
A brushless DC motor control device according to claim 30 is characterized in that the inverter control means detects that the magnetic flux is substantially zero, and responds to the detection that the magnetic flux is substantially zero to perform the phase advance control. In this case, a method is employed in which a region where the magnetic flux is substantially zero is avoided.

【0043】請求項31のブラシレスDCモータ制御装
置は、前記インバータ制御手段として、磁束がほぼ0で
あることを検出し、磁束がほぼ0であることを検出した
ことに応答して電流垂下制御を行って磁束がほぼ0にな
る領域を避けるものを採用するものである。
According to a thirty-first aspect of the present invention, the inverter control means detects that the magnetic flux is substantially zero, and performs the current droop control in response to the detection that the magnetic flux is substantially zero. In this case, a method is employed in which a region where the magnetic flux is substantially zero is avoided.

【0044】請求項32のブラシレスDCモータ制御装
置は、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレスDC
モータの機器定数を用いて回転子の回転位置を推定し、
この推定結果を用いてインバータを制御し、ブラシレス
DCモータを制御するものであって、目標とする電流位
相になるように電流位相を制御するインバータ制御手段
を含むものである。
According to a thirty-second aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control apparatus comprising:
Estimating the rotational position of the rotor using the equipment constants of the motor,
The inverter is controlled by using the estimation result to control the brushless DC motor, and includes inverter control means for controlling the current phase so as to attain the target current phase.

【0045】請求項33のブラシレスDCモータ制御装
置は、前記インバータ制御手段として、回転座標モータ
モデルを用いて回転子の回転位置の推定を行うものを採
用するものである。
A brushless DC motor control device according to a thirty-third aspect employs, as the inverter control means, one that estimates the rotational position of a rotor using a rotary coordinate motor model.

【0046】請求項34のブラシレスDCモータ制御装
置は、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレスDC
モータの機器定数を用いて回転子の回転位置を推定し、
この推定結果を用いてインバータを制御し、ブラシレス
DCモータを制御するものであって、伝達関数を用いて
回転位置推定を行うとともに、回転位置推定に関する一
巡伝達関数のゲインを、目標位相、トルク範囲で安定条
件を満たす値に設定するインバータ制御手段を含むもの
である。
A brushless DC motor control device according to a thirty-fourth aspect includes a motor voltage, a motor current, and a brushless DC motor.
Estimating the rotational position of the rotor using the equipment constants of the motor,
The inverter is controlled by using the estimation result, and the brushless DC motor is controlled. The rotation position is estimated using the transfer function, and the gain of the loop transfer function related to the rotation position estimation is set to the target phase and the torque range. And an inverter control means for setting a value satisfying the stability condition.

【0047】請求項35のブラシレスDCモータ制御装
置は、前記インバータ制御手段として、数1で表される
伝達関数Gを採用し、G/(1+G)の分母多項式のs
の実根が全て負になるように伝達関数GのゲインKθ
F(s)を設定するものを採用するものである。
A brushless DC motor controller according to claim 35 employs a transfer function G represented by the following equation (1) as the inverter control means, and calculates a s of a denominator polynomial of G / (1 + G).
In this case, the gain and F (s) of the transfer function G are set so that the real roots are all negative.

【0048】請求項36のブラシレスDCモータ制御装
置は、前記インバータ制御手段として、固定座標モータ
モデルを用いて回転子の回転位置の推定を行うものを採
用するものである。
A brushless DC motor control device according to a thirty-sixth aspect employs, as the inverter control means, one that estimates a rotational position of a rotor using a fixed coordinate motor model.

【0049】請求項37のブラシレスDCモータ制御装
置は、前記インバータ制御手段として、運転開始前にモ
ータ機器定数を同定するものを採用するものである。
A brushless DC motor control device according to a thirty-seventh aspect employs, as the inverter control means, one that identifies a motor device constant before starting operation.

【0050】請求項38のブラシレスDCモータ制御装
置は、前記インバータ制御手段として、目標電流位相
を、モータの最高効率位相または最大トルク位相以上に
進めるものを採用するものである。
A brushless DC motor control device according to claim 38 employs, as the inverter control means, one that advances a target current phase to a phase higher than a maximum efficiency phase or a maximum torque phase of the motor.

【0051】請求項39のブラシレスDCモータ制御装
置は、ブラシレスDCモータとして圧縮機を駆動するも
のを採用するものである。
A brushless DC motor control apparatus according to claim 39 employs a brushless DC motor that drives a compressor.

【0052】[0052]

【作用】請求項1のブラシレスDCモータ制御方法であ
れば、回転子の内部に永久磁石を装着してなるブラシレ
スDCモータを回転位置センサを用いることなく回転子
の回転位置を検出して制御するに当たって、最大効率制
御を達成すべく電流位相を制御して電流位相を目標電流
位相にするのであるから、位置センサを用いることなく
回転子の回転位置を検出することができるとともに、最
大効率制御を達成することができる。
According to the brushless DC motor control method of the first aspect, a brushless DC motor having a permanent magnet mounted inside the rotor is controlled by detecting the rotational position of the rotor without using a rotational position sensor. In this case, the current phase is controlled to achieve the maximum efficiency control and the current phase is set to the target current phase, so that the rotational position of the rotor can be detected without using a position sensor, and the maximum efficiency control is performed. Can be achieved.

【0053】請求項2のブラシレスDCモータ制御方法
であれば、前記目標電流位相として、ブラシレスDCモ
ータの各運転状態毎に予め測定により得られた、最大効
率を実現できる電流位相を採用するのであるから、運転
状態に拘わらず最大効率制御を達成することができる。
According to the brushless DC motor control method of the present invention, a current phase that can be obtained by measuring in advance for each operating state of the brushless DC motor and can achieve the maximum efficiency is used as the target current phase. Therefore, maximum efficiency control can be achieved regardless of the operation state.

【0054】請求項3のブラシレスDCモータ制御方法
であれば、前記目標電流位相として、ブラシレスDCモ
ータの各運転状態毎に予め測定により得られた、最大効
率を実現できる電流位相を近似する式に基づいて算出さ
れるものを採用するのであるから、目標電流位相を測定
する必要がなく、処理を簡単化することができ、しかも
最大効率制御を達成することができる。
According to the brushless DC motor control method of the present invention, the target current phase is obtained by measuring in advance for each operation state of the brushless DC motor, and approximating a current phase capable of realizing the maximum efficiency. Since a value calculated based on this is adopted, it is not necessary to measure the target current phase, the processing can be simplified, and the maximum efficiency control can be achieved.

【0055】請求項4のブラシレスDCモータ制御方法
であれば、前記目標電流位相として、ブラシレスDCモ
ータの運転状態によらず、所望の一定値を採用するので
あるから、処理を一層簡単化することができ、しかもあ
る程度の最大効率制御を達成することができる。
According to the brushless DC motor control method of the present invention, a desired constant value is adopted as the target current phase irrespective of the operating state of the brushless DC motor, so that the processing is further simplified. And a certain degree of maximum efficiency control can be achieved.

【0056】請求項5のブラシレスDCモータ制御方法
であれば、ブラシレスDCモータの固定子の中性点の電
圧と、固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転
子の回転位置を検出し、検出された位置信号をブラシレ
スDCモータの運転条件に基づいて補正し、補正された
位置信号を基準として電流位相を制御するのであるか
ら、ブラシレスDCモータの固定子の中性点の電圧と、
固定子巻線の端子電圧の平均値とに基づいて回転子の回
転位置を検出する場合に適用することができ、最大効率
制御を達成することができる。
According to the brushless DC motor control method of the fifth aspect, the rotational position of the rotor is determined based on the voltage at the neutral point of the stator of the brushless DC motor and the average value of the terminal voltage of the stator winding. Since the detected position signal is corrected based on the operating conditions of the brushless DC motor and the current phase is controlled based on the corrected position signal, the voltage at the neutral point of the stator of the brushless DC motor is controlled. When,
The present invention can be applied to the case where the rotational position of the rotor is detected based on the average value of the terminal voltage of the stator winding, and the maximum efficiency control can be achieved.

【0057】請求項6のブラシレスDCモータ制御方法
であれば、固定子巻線の印加電圧、モータ電流、および
ブラシレスDCモータの機器定数を用いて所定の演算を
行って回転子の回転位置を算出し、算出された回転位置
に基づいて電流位相を制御するのであるから、固定子巻
線の印加電圧、モータ電流、およびブラシレスDCモー
タの機器定数を用いて所定の演算を行って回転子の回転
位置を算出する場合に適用することができ、最大効率制
御を達成することができる。
According to the brushless DC motor control method of the sixth aspect, the predetermined position is calculated using the applied voltage of the stator winding, the motor current, and the device constant of the brushless DC motor to calculate the rotational position of the rotor. Then, since the current phase is controlled based on the calculated rotational position, a predetermined calculation is performed using the applied voltage of the stator winding, the motor current, and the device constant of the brushless DC motor to perform the rotation of the rotor. This can be applied to the case where the position is calculated, and the maximum efficiency control can be achieved.

【0058】請求項7のブラシレスDCモータ制御方法
であれば、電圧型インバータが発生する高調波電流から
求められたインダクタンスおよび回転子の突極性から回
転子の回転位置を算出し、算出された回転位置に基づい
て電流位相を制御するのであるから、電圧型インバータ
が発生する高調波電流から求められたインダクタンスお
よび回転子の突極性から回転子の回転位置を算出する場
合に適用することができ、最大効率制御を達成すること
ができる。
According to the brushless DC motor control method of the present invention, the rotation position of the rotor is calculated from the inductance obtained from the harmonic current generated by the voltage type inverter and the saliency of the rotor, and the calculated rotation is calculated. Since the current phase is controlled based on the position, it can be applied to the case where the rotational position of the rotor is calculated from the inductance obtained from the harmonic current generated by the voltage type inverter and the saliency of the rotor, Maximum efficiency control can be achieved.

【0059】請求項8のブラシレスDCモータ制御装置
であれば、回転子の内部に永久磁石を装着してなるブラ
シレスDCモータを回転位置センサを用いることなく回
転子の回転位置を検出して制御するに当たって、電流位
相制御手段によって、最大効率制御を達成すべく電流位
相を制御して電流位相を目標電流位相にすることができ
る。
According to the brushless DC motor control device of the present invention, a brushless DC motor having a permanent magnet mounted inside the rotor is controlled by detecting the rotational position of the rotor without using a rotational position sensor. In this case, the current phase can be set to the target current phase by controlling the current phase to achieve the maximum efficiency control by the current phase control means.

【0060】したがって、位置センサを用いることなく
回転子の回転位置を検出することができるとともに、最
大効率制御を達成することができる。
Therefore, the rotational position of the rotor can be detected without using a position sensor, and maximum efficiency control can be achieved.

【0061】請求項9のブラシレスDCモータ制御装置
であれば、前記電流位相制御手段として、ブラシレスD
Cモータの各運転状態毎に予め測定により得られた、最
大効率を実現できる電流位相を目標電流位相として採用
するものを採用するのであるから、運転状態に拘わらず
最大効率制御を達成することができる。
In the brushless DC motor control device according to the ninth aspect, a brushless DC motor may be used as the current phase control means.
Since the current phase that can achieve the maximum efficiency obtained by measurement in advance for each operating state of the C motor is adopted as the target current phase, the maximum efficiency control can be achieved regardless of the operating state. it can.

【0062】請求項10のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、前記電流位相制御手段として、ブラシレス
DCモータの各運転状態毎に予め測定により得られた、
最大効率を実現できる目標電流位相をマップとして格納
したものを採用するのであるから、マップから簡単に目
標電流位相を取り出すことができ、しかも運転状態に拘
わらず最大効率制御を達成することができる。
According to the brushless DC motor control device of the tenth aspect, the current phase control means is obtained by measurement in advance for each operation state of the brushless DC motor.
Since the target current phase that can achieve the maximum efficiency is stored as a map, the target current phase can be easily extracted from the map, and the maximum efficiency control can be achieved regardless of the operation state.

【0063】請求項11のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、前記電流位相制御手段として、ブラシレス
DCモータの各運転状態毎に予め測定により得られた、
最大効率を実現できる電流位相を近似する式に基づいて
算出されるものを目標電流位相として採用するものを採
用するのであるから、目標電流位相を測定する必要がな
く、処理を簡単化することができ、しかも最大効率制御
を達成することができる。
In the brushless DC motor control device according to the eleventh aspect, the current phase control means is obtained by measurement in advance for each operating state of the brushless DC motor.
Since the one that is calculated based on the equation that approximates the current phase that can achieve the maximum efficiency is adopted as the target current phase, there is no need to measure the target current phase, and the processing can be simplified. And maximum efficiency control can be achieved.

【0064】請求項12のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、前記電流位相制御手段として、ブラシレス
DCモータの運転状態によらず、所望の一定値を目標電
流位相として採用するものを採用するのであるから、処
理を一層簡単化することができ、しかもある程度の最大
効率制御を達成することができる。
According to the brushless DC motor control device of the twelfth aspect, the current phase control means adopts a device that adopts a desired constant value as the target current phase regardless of the operation state of the brushless DC motor. Therefore, the processing can be further simplified, and a certain maximum efficiency control can be achieved.

【0065】請求項13のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、回転位置検出手段によって、ブラシレスD
Cモータの固定子の中性点の電圧と、固定子巻線の端子
電圧の平均値とに基づいて回転子の回転位置を検出し、
補正手段によって、検出された位置信号をブラシレスD
Cモータの運転条件に基づいて補正し、電流位相制御手
段によって、補正された位置信号を基準として電流位相
を制御することができる。
According to the brushless DC motor control device of the thirteenth aspect, the brushless DC motor is controlled by the rotational position detecting means.
Detecting the rotational position of the rotor based on the voltage at the neutral point of the stator of the C motor and the average value of the terminal voltages of the stator windings;
The position signal detected by the correction means is transferred to the brushless D
The current phase can be corrected based on the operating conditions of the C motor, and the current phase can be controlled by the current phase control means based on the corrected position signal.

【0066】したがって、ブラシレスDCモータの固定
子の中性点の電圧と、固定子巻線の端子電圧の平均値と
に基づいて回転子の回転位置を検出する場合に適用する
ことができ、最大効率制御を達成することができる。
Therefore, the present invention can be applied to the case where the rotational position of the rotor is detected based on the voltage at the neutral point of the stator of the brushless DC motor and the average value of the terminal voltages of the stator windings. Efficiency control can be achieved.

【0067】請求項14のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、回転位置算出手段によって、固定子巻線の
印加電圧、モータ電流、およびブラシレスDCモータの
機器定数を用いて所定の演算を行って回転子の回転位置
を算出し、電流位相制御手段によって、算出された回転
位置に基づいて電流位相を制御することができる。
According to the brushless DC motor control device of the present invention, the rotation position calculating means performs predetermined calculation using the applied voltage of the stator winding, the motor current, and the device constant of the brushless DC motor to perform rotation. The rotational position of the child is calculated, and the current phase can be controlled by the current phase control means based on the calculated rotational position.

【0068】したがって、固定子巻線の印加電圧、モー
タ電流、およびブラシレスDCモータの機器定数を用い
て所定の演算を行って回転子の回転位置を算出する場合
に適用することができ、最大効率制御を達成することが
できる。
Therefore, the present invention can be applied to the case where a predetermined operation is performed using the applied voltage of the stator winding, the motor current, and the device constant of the brushless DC motor to calculate the rotational position of the rotor. Control can be achieved.

【0069】請求項15のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、回転位置算出手段によって、電圧型インバ
ータが発生する高調波電流から求められたインダクタン
スおよび回転子の突極性から回転子回転位置を算出し、
電流位相制御手段によって、算出された回転位置に基づ
いて電流位相を制御することができる。
According to the brushless DC motor control device of the present invention, the rotational position calculating means calculates the rotational position of the rotor from the inductance obtained from the harmonic current generated by the voltage type inverter and the saliency of the rotor. ,
The current phase control means can control the current phase based on the calculated rotational position.

【0070】したがって、電圧型インバータが発生する
高調波電流から求められたインダクタンスおよび回転子
の突極性から回転子の回転位置を算出する場合に適用す
ることができ、最大効率制御を達成することができる。
Therefore, the present invention can be applied to the case where the rotational position of the rotor is calculated from the inductance obtained from the harmonic current generated by the voltage type inverter and the saliency of the rotor, and the maximum efficiency control can be achieved. it can.

【0071】請求項16のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレ
スDCモータの機器定数を用いて磁束情報から回転子の
回転位置を推定し、この推定結果を用いてインバータを
制御し、突極性を持つブラシレスDCモータを制御する
に当たって、磁束に基づいてインバータを制御するので
あるから、モータの構造に左右されることなく適用範囲
を拡大することができ、しかも、回転子の回転位置を常
に正確に推定してブラシレスDCモータを安定に制御す
ることができる。
According to the brushless DC motor control method of the sixteenth aspect, the rotational position of the rotor is estimated from the magnetic flux information using the motor voltage, the motor current, and the device constant of the brushless DC motor, and the estimation result is used by using the estimation result. In controlling the inverter and controlling the brushless DC motor having saliency, the inverter is controlled based on the magnetic flux, so that the applicable range can be expanded without being affected by the structure of the motor. The brushless DC motor can be stably controlled by always accurately estimating the rotational position of the child.

【0072】請求項17のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、磁束がほぼ0になる領域を避けるべくイン
バータを制御するのであるから、位置推定不能による脱
調を避けることができるほか、請求項16と同様の作用
を達成することができる。
According to the brushless DC motor control method of the seventeenth aspect, the inverter is controlled to avoid a region where the magnetic flux is substantially zero, so that step-out due to the inability to estimate the position can be avoided. The same operation as described above can be achieved.

【0073】請求項18のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、磁束がほぼ0であることを検出し、磁束が
ほぼ0であることを検出したことに応答して進相制御を
行って磁束がほぼ0になる領域を避けるのであるから、
請求項17と同様の作用を達成することができる。
According to the brushless DC motor control method of the eighteenth aspect, it is detected that the magnetic flux is substantially zero, and in response to the detection that the magnetic flux is substantially zero, the phase advance control is performed to reduce the magnetic flux. Because we want to avoid the area that is almost 0,
The same operation as the seventeenth aspect can be achieved.

【0074】請求項19のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、磁束がほぼ0であることを検出し、磁束が
ほぼ0であることを検出したことに応答して電流垂下制
御を行って磁束がほぼ0になる領域を避けるのであるか
ら、請求項17と同様の作用を達成することができる。
According to the brushless DC motor control method of the nineteenth aspect, it is detected that the magnetic flux is substantially zero, and in response to the detection that the magnetic flux is substantially zero, the current drooping control is performed to reduce the magnetic flux. Since the region where the value becomes substantially zero is avoided, the same operation as that of the seventeenth aspect can be achieved.

【0075】請求項20のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレ
スDCモータの機器定数を用いて回転子の回転位置を推
定し、この推定結果を用いてインバータを制御し、ブラ
シレスDCモータを制御するに当たって、目標とする電
流位相になるように電流位相を制御するのであるから、
モータの構造に左右されることなく適用範囲を拡大する
ことができ、しかも、回転子の回転位置を常に正確に推
定してブラシレスDCモータを安定に制御することがで
きる。
According to the brushless DC motor control method of the twentieth aspect, the rotational position of the rotor is estimated using the motor voltage, the motor current, and the equipment constant of the brushless DC motor, and the inverter is controlled using the estimation result. In controlling the brushless DC motor, the current phase is controlled so that the current phase becomes a target current phase.
The range of application can be expanded without being affected by the structure of the motor, and the rotational position of the rotor can always be accurately estimated to stably control the brushless DC motor.

【0076】請求項21のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、回転座標モータモデルを用いて回転子の回
転位置の推定を行うのであるから、請求項16から請求
項20の何れかの作用に加え、電流、角速度の変動が小
さい用途に好適に適用することができる。
According to the brushless DC motor control method of the twenty-first aspect, the rotational position of the rotor is estimated using the rotary coordinate motor model. , Current, and angular velocity can be suitably applied to applications with small fluctuations.

【0077】請求項22のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレ
スDCモータの機器定数を用いて回転子の回転位置を推
定し、この推定結果を用いてインバータを制御し、ブラ
シレスDCモータを制御するに当たって、回転位置推定
に関する一巡伝達関数のゲインを、目標位相、トルク範
囲で安定条件を満たす値に設定するのであるから、回転
子の回転位置を常に正確に推定してブラシレスDCモー
タを安定に制御することができる。
According to the brushless DC motor control method of the present invention, the rotational position of the rotor is estimated using the motor voltage, the motor current, and the equipment constant of the brushless DC motor, and the inverter is controlled using the estimation result. In controlling the brushless DC motor, the gain of the loop transfer function for estimating the rotational position is set to a value that satisfies the stability conditions in the target phase and the torque range. Therefore, the rotational position of the rotor is always accurately estimated. Thus, the brushless DC motor can be controlled stably.

【0078】請求項23のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、伝達関数Gが数1で表され、G/(1+
G)の分母多項式のsの実根が全て負になるように伝達
関数GのゲインKθとF(s)を設定するのであるか
ら、請求項22と同様の作用を達成することができる。
According to the brushless DC motor control method of the twenty-third aspect, the transfer function G is expressed by the following equation (1), and G / (1+
Since the gains and F (s) of the transfer function G are set such that all real roots of s of the denominator polynomial of G) are negative, the same operation as in claim 22 can be achieved.

【0079】請求項24のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、固定座標モータモデルを用いて回転子の回
転位置の推定を行うのであるから、請求項16から請求
項20の何れかの作用に加え、電流や角速度変化に拘わ
らず正確に回転子の回転位置の推定を行うことができ
る。
According to the brushless DC motor control method of the twenty-fourth aspect, the rotational position of the rotor is estimated using the fixed coordinate motor model. Thus, the rotational position of the rotor can be accurately estimated irrespective of changes in current and angular velocity.

【0080】請求項25のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、運転開始前にモータ機器定数を同定するの
であるから、請求項16から請求項24の何れかの作用
に加え、正確に回転子の回転位置の推定を行うことがで
きる。
According to the brushless DC motor control method of the twenty-fifth aspect, the motor device constants are identified before the start of operation. The rotation position can be estimated.

【0081】請求項26のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、目標電流位相を、モータの最高効率位相ま
たは最大トルク位相以上に進めるのであるから、請求項
16から請求項25の何れかの作用に加え、ブラシレス
DCモータの運転範囲を高速側に拡大することができ
る。
According to the brushless DC motor control method of the twenty-sixth aspect, the target current phase is advanced beyond the maximum efficiency phase or the maximum torque phase of the motor. In addition, the operating range of the brushless DC motor can be extended to a high speed side.

【0082】請求項27のブラシレスDCモータ制御方
法であれば、ブラシレスDCモータにより圧縮機を駆動
するのであるから、請求項16から請求項26の何れか
の作用に加え、負荷変動が大きく、かつ高速動作させる
必要がある圧縮機を安定に駆動することができる。
According to the brushless DC motor control method of claim 27, since the compressor is driven by the brushless DC motor, in addition to the function of any of claims 16 to 26, the load fluctuation is large and A compressor that needs to operate at high speed can be driven stably.

【0083】請求項28のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレ
スDCモータの機器定数を用いて磁束情報から回転子の
回転位置を推定し、この推定結果を用いてインバータを
制御し、突極性を持つブラシレスDCモータを制御する
に当たって、インバータ制御手段によって、磁束に基づ
いてインバータを制御することができる。
According to the brushless DC motor control device of the twenty-eighth aspect, the rotational position of the rotor is estimated from the magnetic flux information using the motor voltage, the motor current, and the equipment constant of the brushless DC motor, and the estimation result is used by using the estimation result. In controlling the inverter and controlling the brushless DC motor having saliency, the inverter can be controlled by the inverter control means based on the magnetic flux.

【0084】したがって、モータの構造に左右されるこ
となく適用範囲を拡大することができ、しかも、回転子
の回転位置を常に正確に推定してブラシレスDCモータ
を安定に制御することができる。
Therefore, the applicable range can be expanded without being influenced by the structure of the motor, and the rotational position of the rotor can always be accurately estimated to stably control the brushless DC motor.

【0085】請求項29のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、インバータ制御手段によって、磁束がほぼ
0になる領域を避けるべくインバータを制御するのであ
るから、位置推定不能による脱調を避けることができる
ほか、請求項28と同様の作用を達成することができ
る。
In the brushless DC motor controller according to claim 29, since the inverter is controlled by the inverter control means so as to avoid the region where the magnetic flux becomes substantially zero, the step-out due to the inability to estimate the position can be avoided. In addition, the same operation as the twenty-eighth aspect can be achieved.

【0086】請求項30のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、前記インバータ制御手段として、磁束がほ
ぼ0であることを検出し、磁束がほぼ0であることを検
出したことに応答して進相制御を行って磁束がほぼ0に
なる領域を避けるものを採用するのであるから、請求項
29と同様の作用を達成することができる。
According to the brushless DC motor control device of the present invention, the inverter control means detects that the magnetic flux is almost zero, and responds to the detection that the magnetic flux is almost zero. Since the control is performed to avoid the region where the magnetic flux is substantially zero, the same operation as that of claim 29 can be achieved.

【0087】請求項31のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、前記インバータ制御手段として、磁束がほ
ぼ0であることを検出し、磁束がほぼ0であることを検
出したことに応答して電流垂下制御を行って磁束がほぼ
0になる領域を避けるものを採用するのであるから、請
求項29と同様の作用を達成することができる。
In the brushless DC motor controller according to claim 31, the inverter control means detects that the magnetic flux is substantially zero, and responds to the detection that the magnetic flux is substantially zero. Since the control is performed to avoid the region where the magnetic flux is substantially zero, the same operation as that of claim 29 can be achieved.

【0088】請求項32のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレ
スDCモータの機器定数を用いて回転子の回転位置を推
定し、この推定結果を用いてインバータを制御し、ブラ
シレスDCモータを制御するに当たって、インバータ制
御手段によって、目標とする電流位相になるように電流
位相を制御することができる。
According to the brushless DC motor control apparatus of claim 32, the rotational position of the rotor is estimated using the motor voltage, the motor current, and the equipment constant of the brushless DC motor, and the inverter is controlled using the estimation result. In controlling the brushless DC motor, the current phase can be controlled by the inverter control means so that the current phase becomes a target current phase.

【0089】したがって、モータの構造に左右されるこ
となく適用範囲を拡大することができ、しかも、回転子
の回転位置を常に正確に推定してブラシレスDCモータ
を安定に制御することができる。
Therefore, the applicable range can be expanded without being influenced by the structure of the motor, and the rotational position of the rotor can always be accurately estimated to control the brushless DC motor stably.

【0090】請求項33のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、前記インバータ制御手段として、回転座標
モータモデルを用いて回転子の回転位置の推定を行うも
のを採用するのであるから、請求項28から請求項32
の何れかの作用に加え、電流、角速度の変動が小さい用
途に好適に適用することができる。
According to the brushless DC motor control device of claim 33, since the inverter control means that estimates the rotational position of the rotor using a rotary coordinate motor model is adopted, Claim 32
In addition to the effects of any one of the above, the present invention can be suitably applied to an application in which fluctuations in current and angular velocity are small.

【0091】請求項34のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、モータ電圧、モータ電流、およびブラシレ
スDCモータの機器定数を用いて回転子の回転位置を推
定し、この推定結果を用いてインバータを制御し、ブラ
シレスDCモータを制御するに当たって、インバータ制
御手段によって、伝達関数を用いて回転位置推定を行う
とともに、回転位置推定に関する一巡伝達関数のゲイン
を、目標位相、トルク範囲で安定条件を満たす値に設定
することができる。
According to the brushless DC motor control apparatus of claim 34, the rotational position of the rotor is estimated using the motor voltage, the motor current, and the equipment constant of the brushless DC motor, and the inverter is controlled using the estimation result. In controlling the brushless DC motor, the inverter control means estimates the rotational position using the transfer function, and sets the gain of the loop transfer function related to the rotational position estimation to a value satisfying the stability condition in the target phase and torque range. Can be set.

【0092】したがって、回転子の回転位置を常に正確
に推定してブラシレスDCモータを安定に制御すること
ができる。
Accordingly, the brushless DC motor can be stably controlled by always accurately estimating the rotational position of the rotor.

【0093】請求項35のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、前記インバータ制御手段として、数1で表
される伝達関数Gを採用し、G/(1+G)の分母多項
式のsの実根が全て負になるように伝達関数Gのゲイン
θとF(s)を設定するものを採用するのであるか
ら、請求項34と同様の作用を達成することができる。
In the brushless DC motor controller according to claim 35, as the inverter control means, a transfer function G represented by the following equation (1) is adopted, and all real roots of s of the denominator polynomial of G / (1 + G) are negative. Since the one that sets the gains and F (s) of the transfer function G is adopted so that the following function can be achieved.

【0094】請求項36のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、前記インバータ制御手段として、固定座標
モータモデルを用いて回転子の回転位置の推定を行うも
のを採用するのであるから、請求項28から請求項32
の何れかの作用に加え、電流や角速度変化に拘わらず正
確に回転子の回転位置の推定を行うことができる。
According to the brushless DC motor control apparatus of claim 36, since the inverter control means for estimating the rotational position of the rotor using a fixed coordinate motor model is adopted, Claim 32
In addition to any of the above operations, the rotational position of the rotor can be accurately estimated irrespective of the change in the current or the angular velocity.

【0095】請求項37のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、前記インバータ制御手段として、運転開始
前にモータ機器定数を同定するものを採用するのである
から、請求項28から請求項36の何れかの作用に加
え、正確に回転子の回転位置の推定を行うことができ
る。
In the brushless DC motor control device according to claim 37, since a device for identifying a motor device constant before starting operation is adopted as the inverter control means, any one of claims 28 to 36 is used. In addition to the operation described above, the rotational position of the rotor can be accurately estimated.

【0096】請求項38のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、前記インバータ制御手段として、目標電流
位相を、モータの最高効率位相または最大トルク位相以
上に進めるものを採用するのであるから、請求項28か
ら請求項37の何れかの作用に加え、ブラシレスDCモ
ータの運転範囲を高速側に拡大することができる。
In the brushless DC motor control device according to claim 38, since the inverter control means adopts one that advances the target current phase to the maximum efficiency phase or the maximum torque phase of the motor or more. In addition to the effect of any one of claims 37 to 37, the operating range of the brushless DC motor can be expanded to the high speed side.

【0097】請求項39のブラシレスDCモータ制御装
置であれば、ブラシレスDCモータとして圧縮機を駆動
するものを採用するのであるから、請求項28から請求
項38の何れかの作用に加え、負荷変動が大きく、かつ
高速動作させる必要がある圧縮機を安定に駆動すること
ができる。
According to the brushless DC motor control apparatus of claim 39, since a brushless DC motor that drives a compressor is employed, in addition to the operation of any of claims 28 to 38, load fluctuation , And a compressor that needs to operate at high speed can be driven stably.

【0098】さらに説明する。Further description will be given.

【0099】「IPMモータのセンサレス制御」、モー
タ技術シンポジウムB−5、99/3月に記載された数
式数2、数3、数4、数5、数6に座標変換の式数7を
代入し、dq軸上の電圧Vdq、電流idqおよび真の回転
子角度θを用いてモータ逆モデルとフィードバックを用
いた系に書き直すと図8に示すようになる。
"Sensorless control of IPM motor", Motor technology symposium B-5, Substituting Equation 7 of coordinate transformation into Equations 2, 3, 4, 5, and 6 described in March 1999 Then, when the voltage V dq on the dq axes, the current idq, and the true rotor angle θ are rewritten into a system using a motor inverse model and feedback, the result is as shown in FIG.

【0100】[0100]

【数2】 (Equation 2)

【0101】[0101]

【数3】 (Equation 3)

【0102】[0102]

【数4】 (Equation 4)

【0103】[0103]

【数5】 (Equation 5)

【0104】[0104]

【数6】 (Equation 6)

【0105】[0105]

【数7】 なお、図8中において、θは電気角、ωは電気角速度、
γ、vδはγδ軸電圧、iγ、iδはγδ電流、
εγ、εδはγδ軸誘起電圧、φは永久磁石による電機
子鎖交磁束、Rは電機子抵抗、Ld、Lqはdq軸インダ
クタンス、sは微分演算子、^は推定値を、それぞれ示
している。また、図8中のI、vγδ、iγ δ
εγδ、LI、LJ、θe、T(θe)、αI、βIは数8に
示すとおりである。
(Equation 7) In FIG. 8, θ is an electrical angle, ω is an electrical angular velocity,
v γ and v δ are γδ axis voltages, i γ and i δ are γδ currents,
ε γ and ε δ are γδ axis induced voltages, φ is armature interlinkage flux by permanent magnets, R is armature resistance, L d and L q are dq axis inductances, s is a differential operator, ^ is an estimated value, Each is shown. Further, I in FIG. 8, v γδ, i γ δ ,
εγδ , L I , L J , θ e , T (θ e ), α I , and β I are as shown in Expression 8.

【0106】[0106]

【数8】 さらに、フィードバックループ中の非線形要素を線形化
すると(cosθe→1、sinθe→θe、^ω→ωと
すると)、図9に示すブロック構成が得られる。
(Equation 8) Further, when the nonlinear elements in the feedback loop are linearized (cos θ e → 1, sin θ e → θ e , ^ ω → ω), the block configuration shown in FIG. 9 is obtained.

【0107】図9のブロック構成を用い、idqが周期的
な場合の収束性を考える。線形近似ブロック線図よりx
γは数9で与えられる。
Consider the convergence when idq is periodic using the block configuration of FIG. X from the linear approximation block diagram
γ is given by Equation 9.

【0108】[0108]

【数9】 ここで、数9の{}内をa0+a1ssinθ1+a1cco
sθ1、θe=e0+e1ssinθ1+e1ccosθ1+e
2ssin2θ1+e2ccos2θ1の場合を考える。xγ
は数10となる。
(Equation 9) Here, {} in Equation 9 is represented by a 0 + a 1s sin θ 1 + a 1c co
1 , θ e = e 0 + e 1s sin θ 1 + e 1c cos θ 1 + e
Consider the case of 2s sin 2θ 1 + e 2c cos 2θ 1 . x γ
Becomes the following equation (10).

【0109】[0109]

【数10】 θeは検出できないので、代わりにxγのDC成分と1
次成分とを0に制御(kθ→∞が必要)すると、数9中
の点線部が0になるようにe0、e1s、e1cが調整され
る。数10より目的(e0=e1s=e1c=0)を達成す
るためには、a0≠0、かつa1s=a1c=0であればよ
い。そして、前者は、{φ+(Ld−Lq)i d}ωの平
均値が0でないことと等価であり、後者は、{φω+
(Ld−Lq)[ωs −s]idq}の1次成分、2次成
分が0であることと等価である。これは、ωが一定、か
つLd=Lqまたはid、iqが一定であることと等価であ
る。
(Equation 10)θeCannot be detected, so xγDC component and 1
When the next component is controlled to 0 (kθ → ∞ is required),
E so that the dotted line of0, E1s, E1cIs adjusted
You. The purpose (e0= E1s= E1c= 0)
In order to0$ 0 and a1s= A1c= 0
No. And the former is {φ + (Ld-Lq) I d} Ω flat
It is equivalent to the average value not being 0, and the latter is {φω +
(Ld-Lq) [Ωs −s] idqPrimary component, secondary component of}
This is equivalent to the minute being 0. This is because ω is constant
One Ld= LqOr id, IqIs equivalent to
You.

【0110】この結果、^θ→θとなるために十分な条
件は、安定、かつ(1)θeは小さい(cosθe→1、
sinθe→θe)、(2)φ以外の機器定数(R、
d、L q)のずれなし、(3)kθ=∞、(4)^ω=
ω=一定、(5)Ld=Lqまたはid、iqが一定、
(6){φ+(Ld−Lq)id}ωの平均値が0でな
い、を満たすことである。 この際、特に(Ld−Lq
d+φ≠0、および安定性確保は位置検出のための絶
対条件であるが、他は誤差縮小のための条件である。
As a result, sufficient conditions for ^ θ → θ are satisfied.
The condition is stable, and (1) θeIs small (cos θe→ 1,
sin θe→ θe), (2) Equipment constants other than φ (R,
Ld, L q), (3) kθ= ∞, (4) ^ ω =
ω = constant, (5) Ld= LqOr id, IqIs constant,
(6) Δφ + (Ld-Lq) IdThe average value of} ω is 0
Is to meet. At this time, in particular, (Ld-Lq)
id+ Φ ≠ 0 and stability are absolutely necessary for position detection.
The other conditions are conditions for error reduction.

【0111】また、モータ逆モデルを用い、かつセンサ
を用いることなく位置検出を行うための他のブロック構
成を図10に示す。
FIG. 10 shows another block configuration for performing position detection using a motor reverse model and without using a sensor.

【0112】なお、図10において、θは電気角、ωは
電気角速度、γδ座標は^θ回転座標、αβ座標は2相
直交固定子座標、vγ、vδはγδ軸電圧、vα、vβ
はαβ軸電圧、iα、iβはαβ軸電流、φは電機子鎖
交磁束、Rは電機子抵抗、L d、Lqはdq軸インダクタ
ンス、sは微分演算子、^は推定値、 ̄はセンサ値を、
それぞれ示している。また、図10中のLp、Lm、、v
γδ、vαβ、iαβ、Φαβ、f(θ)は数11に示
すとおりである。
In FIG. 10, θ is an electrical angle, and ω is
Electric angular velocity, γδ coordinate is ^ θ rotation coordinate, αβ coordinate is two phase
Cartesian stator coordinates, vγ, VδIs the γδ axis voltage, vα, Vβ
Is the αβ axis voltage, iα, IβIs αβ axis current, φ is armature chain
Intersection flux, R is armature resistance, L d, LqIs the dq axis inductor
, S is the differential operator, ^ is the estimated value,  ̄ is the sensor value,
Each is shown. Further, L in FIG.p, Lm,, v
γδ, Vαβ, Iαβ, Φαβ, F (θ) is shown in Equation 11.
That's right.

【0113】[0113]

【数11】 そして、このブロック構成を採用した場合にも、{(L
d−Lq)Φαβ Tα β+φ}=(Ld−Lq)id+φ≠
0が位置検出のための条件であることが分かる。
[Equation 11] Also, when this block configuration is adopted, {(L
d -L q) Φ αβ T i α β + φ} = (L d -L q) i d + φ ≠
It can be seen that 0 is a condition for position detection.

【0114】図11にd軸を基準とした電流位相と2相
変換後の電流値Iaに対するΨ=(Ld−Lq)id+φの
グラフを示す。
[0114] shows a graph of FIG. 11 to the current value I [psi for a = (L d -L q) after the current phase and two-phase transformation with respect to the d-axis i d + phi.

【0115】電流位相が−50°から−130°、Ia
>7Aの領域でΨ=0が認められ、この領域では位置検
出が不可能になる可能性があることが分かる。なお、I
aは3相モータにおける相電流のピーク値の(3/2)
1/2である。
The current phase is from -50 ° to -130 °, I a
Ψ = 0 is recognized in the region of> 7A, which indicates that position detection may not be possible in this region. Note that I
a is (3/2) of the peak value of the phase current in the three-phase motor
1/2 .

【0116】[0116]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明のブラシレスDCモータ制御方法およびその装置の
実施の態様を詳細に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a brushless DC motor control method according to an embodiment of the present invention;

【0117】図1はこの発明のブラシレスDCモータ制
御装置の一実施態様を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a brushless DC motor control device according to the present invention.

【0118】このブラシレスDCモータ制御装置は、直
流電力を入力とするインバータ(電圧形インバータであ
ることが好ましい)1からの出力を、回転子の内部に永
久磁石を装着してなるブラシレスDCモータ2に供給し
ている。そして、位置センサを用いることなくブラシレ
スDCモータ2の回転子の回転位置θを検出するととも
に、回転速度ωを検出する回転子回転位置検出部3と、
外部から与えられる速度指令および検出された回転速度
ωを入力として速度制御演算を行って電流位相指令およ
び電流振幅指令を出力する速度制御部4と、回転位置
θ、電流位相指令および電流振幅指令を入力として電流
制御演算を行ってPWM(パルス幅変調)指令を出力
し、インバータ1に供給する電流制御部5とを有してい
る。
This brushless DC motor control device uses an output from an inverter (preferably a voltage-type inverter) 1 which receives DC power as input, and outputs a brushless DC motor 2 having a permanent magnet mounted inside a rotor. To supply. A rotor rotation position detection unit 3 that detects the rotation position θ of the rotor of the brushless DC motor 2 without using a position sensor and detects a rotation speed ω;
A speed control unit 4 that performs a speed control operation using a speed command given from outside and a detected rotation speed ω as an input and outputs a current phase command and a current amplitude command, and a rotation position θ, a current phase command, and a current amplitude command. It has a current control unit 5 that performs a current control operation as an input, outputs a PWM (pulse width modulation) command, and supplies the command to the inverter 1.

【0119】前記回転子回転位置検出部3では、位置検
出部において、ブラシレスDCモータ12の固定子巻線
の中性点の電圧と固定子巻線の端子電圧の平均値との差
を算出し、差電圧のゼロクロスを検出し、検出されたゼ
ロクロスから回転子の予測位置を得て出力し、位置補正
部において、差電圧の振幅と差電圧の位相誤差との関係
を予め求めておき、それを打ち消すように、位置検出部
から出力される予測位置を補正する。これにより、回転
子の回転位置を正確に検出する。
In the rotor rotational position detector 3, the position detector calculates the difference between the voltage at the neutral point of the stator winding of the brushless DC motor 12 and the average value of the terminal voltage of the stator winding. , Detecting a zero cross of the difference voltage, obtaining and outputting a predicted position of the rotor from the detected zero cross, and in a position correction unit, previously obtaining a relationship between the amplitude of the difference voltage and the phase error of the difference voltage, Is corrected so as to cancel out. Thus, the rotational position of the rotor is accurately detected.

【0120】ただし、上記位置補正部に代えて、差電圧
の振幅、差電圧の積分信号の振幅、ブラシレスDCモー
タの相電流、ブラシレスDCモータの相電圧、インバー
タの入力電流(DC電流)、インバータの入力電圧(D
C電圧)、ブラシレスDCモータの回転数、インバータ
内部情報{パルス幅変調(PWM)指令、回転速度な
ど}から選択された少なくとも1つの値を入力として補
正量を算出し、算出された補正量に基づいて位置検出部
から出力される仮の予測位置を補正して、補正後の予測
位置として出力する位置補正部を採用することが可能で
ある。
However, instead of the position correction unit, the amplitude of the difference voltage, the amplitude of the integration signal of the difference voltage, the phase current of the brushless DC motor, the phase voltage of the brushless DC motor, the input current (DC current) of the inverter, and the inverter Input voltage (D
C voltage), the number of revolutions of the brushless DC motor, and at least one value selected from the inverter internal information {pulse width modulation (PWM) command, rotation speed, etc.} are input, and the correction amount is calculated. It is possible to employ a position correcting unit that corrects the tentative predicted position output from the position detecting unit based on the corrected position and outputs the corrected predicted position.

【0121】また、上記位置補正部に代えて、差電圧の
振幅およびブラシレスDCモータの相電流の振幅を入力
として補正量(補正角度)を出力する補正マップと、位
置検出部から出力される回転子の仮の予測位置に対して
補正量を加算して補正後の予測位置を得て出力する加算
部とを採用することも可能である。
Further, instead of the position correction unit, a correction map for outputting a correction amount (correction angle) with the amplitude of the differential voltage and the amplitude of the phase current of the brushless DC motor as inputs, and a rotation map output from the position detection unit. It is also possible to employ an adder for adding the correction amount to the child's temporary predicted position to obtain and output the corrected predicted position.

【0122】さらに、差電圧を入力として回転子の第1
の仮の予測位置を出力する第1位置検出部と、相電圧P
WM指令および回転子位置を入力としてモデル化された
差電圧を出力するモータモデルと、モデル化された差電
圧を入力として回転子の第2の仮の予測位置を出力する
第2位置検出部と、第1の仮の予測位置と第2の仮の予
測位置との差を算出する差算出部と、予測位置どうしの
差を入力としてこれを0にする補正量(補正角度)を得
て出力する補正量出力部と、第1の仮の予測位置から補
正量を減算して補正後の予測位置(上記回転子位置)を
得て出力する減算部とを有する構成を採用することも可
能である。この場合において、差電圧の振幅を検出する
第1振幅検出部と、モデル化された差電圧の振幅を検出
する第2振幅検出部と、両振幅の差を算出する差振幅算
出部とをさらに有するとともに、補正量出力部に代え
て、予測位置どうしの差および両振幅の差を入力として
これらを0にする補正量(補正角度)を得て出力する補
正量出力部を採用することも可能である。
Further, the first voltage of the rotor is inputted by using the differential voltage as an input.
A first position detector that outputs a temporary predicted position of
A motor model that outputs a modeled differential voltage using the WM command and the rotor position as inputs, and a second position detector that outputs a second temporary predicted position of the rotor using the modeled differential voltage as input. A difference calculating unit for calculating a difference between the first tentative predicted position and the second tentative predicted position, and obtaining and outputting a correction amount (correction angle) for setting the difference between the predicted positions to zero as an input. It is also possible to employ a configuration having a correction amount output unit for performing the correction and subtracting the correction amount from the first temporary predicted position to obtain and output a corrected predicted position (the rotor position). is there. In this case, a first amplitude detector that detects the amplitude of the difference voltage, a second amplitude detector that detects the amplitude of the modeled difference voltage, and a difference amplitude calculator that calculates the difference between the two amplitudes are further provided. In addition, instead of the correction amount output unit, a correction amount output unit that obtains and outputs a correction amount (correction angle) that takes the difference between the predicted positions and the difference between the two amplitudes as an input, and outputs the correction amount may be employed. It is.

【0123】さらにまた、差電圧を入力として、回転子
の第1の仮の予測位置を出力する第1位置検出部と、ブ
ラシレスDCモータの相電圧および相電流を入力として
回転子の第2の仮の予測位置を出力する第2位置検出部
と、第1の仮の予測位置と第2の仮の予測位置との差を
算出する差算出部と、算出された差を入力として記憶す
る誤差記憶部と、第1の仮の予測位置に対して誤差記憶
部に記憶されている誤差を加算して補正後の予測位置と
して出力する加算部とを有する構成を採用することも可
能である(特願平10−315035号参照)。
Further, a first position detector for outputting a first tentative predicted position of the rotor with the differential voltage as an input, and a second position of the rotor with the phase voltage and the phase current of the brushless DC motor as inputs. A second position detector that outputs a temporary predicted position; a difference calculator that calculates a difference between the first temporary predicted position and the second temporary predicted position; and an error that stores the calculated difference as an input. It is also possible to adopt a configuration including a storage unit and an addition unit that adds the error stored in the error storage unit to the first temporary predicted position and outputs the result as a corrected predicted position ( See Japanese Patent Application No. 10-315035).

【0124】また、前記回転子回転位置検出部3におい
ては、指令電圧とモータ電流とから速度起電力を推定
し、推定速度起電力に対応してγ−δ軸を定義し、推定
速度起電力を、所定の大きさのq軸方向ベクトルとして
表現される速度起電力に一致させる制御を行って、回転
子の回転位置と速度とを推定する(具体的には、推定速
度起電力の方向により推定回転位置を得、推定速度起電
力の大きさにより推定速度を得る)(「速度起電力推定
に基づくセンサレス突極形ブラシレスDCモータ制
御」、竹下隆晴他、T.IEE Japan,Vol.
117−D,No.1,’97参照)。
The rotor rotational position detector 3 estimates the speed electromotive force from the command voltage and the motor current, defines a γ-δ axis corresponding to the estimated speed electromotive force, and calculates the estimated speed electromotive force. Is controlled to match the speed electromotive force expressed as a q-axis direction vector of a predetermined magnitude, and the rotational position and speed of the rotor are estimated (specifically, the direction of the estimated speed electromotive force depends on the direction of the estimated speed electromotive force). Obtain the estimated rotational position and obtain the estimated speed by the magnitude of the estimated speed electromotive force. (“Sensorless salient-pole brushless DC motor control based on speed electromotive force estimation”, Takaharu Takeshita et al., T. IEEE Japan, Vol.
117-D, no. 1, '97).

【0125】また、前記回転子回転位置検出部3におい
ては、モータ端子電圧と電流に含まれる高調波成分を抽
出し(インバータの平均出力電圧ベクトルと各インバー
タ出力電圧ベクトルとの差を算出することによりモータ
端子電圧に含まれる高調波成分を抽出するとともに、変
調期間内で用いない電圧ベクトルによる電流ベクトルの
変化量から、変調期間に対する所定期間における変調周
期の最初と最後の電流ベクトルの差を算出することによ
りモータ電流ベクトルの高調波成分を抽出する)、回転
子の回転位置を推定することもできる(1変調周期の高
調波成分に対する方程式に対して左側疑似逆行列を用い
てインダクタンス行列を求め、このインダクタンス行列
から回転子の回転位置を推定する)(「突極性に基づく
位置推定法を用いた位置センサレスIPMモータ駆動シ
ステム」、小笠原悟司他、T.IEE Japan,V
ol.118−D,No.5,’98参照)。
Further, the rotor rotational position detector 3 extracts harmonic components contained in the motor terminal voltage and current (calculating the difference between the average output voltage vector of the inverter and each inverter output voltage vector). Extracts the harmonic components included in the motor terminal voltage, and calculates the difference between the first and last current vectors of the modulation cycle in a predetermined period with respect to the modulation period from the amount of change in the current vector due to the voltage vector not used in the modulation period. By extracting the harmonic component of the motor current vector, the rotational position of the rotor can be estimated (the inductance matrix is obtained by using the left-hand pseudo-inverse matrix for the equation for the harmonic component of one modulation period). , Estimating the rotational position of the rotor from this inductance matrix) (“Using a position estimation method based on saliency, Position sensorless IPM motor drive system ", Satoshi Ogasawara other, T.IEE Japan, V
ol. 118-D, no. 5, '98).

【0126】前記速度制御部4においては、速度指令と
回転速度とから発生すべきトルクを修正し、新たな電流
位相指令および電流振幅指令を出力する。具体的には、
(1)速度指令と回転速度とから電流振幅指令を算出し
(PI制御などで、一般には回転速度が遅ければ電流指
令増加方向に動かし)、(2)修正された電流振幅指
令、修正前の電流位相指令から次式の演算を行ってトル
クTを算出して、ブラシレスDCモータ2を最大効率に
するための電流位相を算出・出力し、(3)修正された
電流振幅指令、電流位相指令から次式の演算を行ってト
ルクTを算出して、ブラシレスDCモータ2を最大効率
にするための電流位相を算出・出力し、(4)(3)の
処理を適宜繰り返して行う。 T=Pn{φ+(Ld−Lq)(−Isinβ)}Ico
sβ ここで、Pnは極対数、Iは電流振幅、βは電流位相で
ある。
The speed control section 4 corrects the torque to be generated from the speed command and the rotational speed, and outputs a new current phase command and a new current amplitude command. In particular,
(1) A current amplitude command is calculated from the speed command and the rotation speed (by PI control or the like, generally, if the rotation speed is low, the current is increased in the direction of increasing the current command). The following equation is calculated from the current phase command to calculate the torque T, calculate and output the current phase for maximizing the efficiency of the brushless DC motor 2, and (3) the corrected current amplitude command and current phase command. Then, the torque T is calculated by the following equation, and the current phase for maximizing the efficiency of the brushless DC motor 2 is calculated and output, and the processes (4) and (3) are repeated as appropriate. T = P n {φ + ( L d -L q) (- Isinβ)} Ico
sβ Here, P n is the number of pole pairs, I is the current amplitude, and β is the current phase.

【0127】もちろん、正確かつ高速にトルクを制御す
る必要がある場合には、電流位相を組み込んだトルク式
から、逆問題を解いて電流振幅指令、電流位相指令を直
接算出することもできる。
Of course, when it is necessary to control the torque accurately and at high speed, it is also possible to directly calculate the current amplitude command and the current phase command by solving the inverse problem from the torque equation incorporating the current phase.

【0128】前記電流制御部5においては、電流振幅指
令、電流位相指令、回転子の回転位置(又は回転速度)
から、次の演算を行って直接PWM指令を生成すること
ができる。
In the current control section 5, a current amplitude command, a current phase command, a rotation position (or a rotation speed) of the rotor,
Thus, the following operation can be performed to directly generate a PWM command.

【0129】回転座標系(d、q軸)で表したIPMの
電圧方程式は数12で示される。
The voltage equation of the IPM expressed in the rotating coordinate system (d, q axes) is expressed by the following equation (12).

【0130】[0130]

【数12】 ここで、Raは巻線抵抗、ωは回転速度、Ldはd軸イン
ダクタンス、Lqはq軸インダクタンス、Id、Iqはそ
れぞれd軸、q軸電流、Vd、Vqはそれぞれd軸、q軸
電圧、φは鎖交磁束数を表している。
(Equation 12) Here, Ra is the winding resistance, ω is the rotational speed, L d is the d-axis inductance, L q is the q-axis inductance, I d and I q are the d-axis and q-axis currents, V d and V q are the respective The d-axis, q-axis voltage, and φ represent the number of interlinkage magnetic fluxes.

【0131】したがって、電流指令と回転速度とを用い
てd軸、q軸電圧Vd、Vqを算出できることが分かる。
Accordingly, it can be seen that the d-axis and q-axis voltages V d and V q can be calculated using the current command and the rotation speed.

【0132】この時、電圧振幅V、および電圧位相δ
は、 V=(Vd 2+Vq 21/2 δ=tan-1(−Vd/Vq) と表され、相電圧Vu(Vv、Vwも位相が120°ずつ
シフトしている他は同様)は、 Vu=(2/3)1/2Vsin(θ+δ) と表される。
At this time, voltage amplitude V and voltage phase δ
Is expressed as V = (V d 2 + V q 2 ) 1/2 δ = tan −1 (−V d / V q ), and the phase voltage V u (V v , V w also shifts by 120 ° in phase). of other similar) is represented as V u = (2/3) 1/2 Vsin (θ + δ).

【0133】上記の構成のブラシレスDCモータ制御装
置を採用した場合には、回転子位置に従って最大効率に
なる電流位相でブラシレスDCモータにモータ電流を供
給するため、負荷が変動する環境にあっても最大効率制
御を行うことができるだけでなく、安定に最大効率制御
を行うことができる。
When the brushless DC motor control device having the above configuration is employed, the motor current is supplied to the brushless DC motor with a current phase that maximizes the efficiency according to the rotor position. Not only can the maximum efficiency control be performed, but also the maximum efficiency control can be performed stably.

【0134】また、電流制御部5として、電流位相指
令、電流振幅指令、回転子回転位置(回転速度)から直
接PWM信号を作成するものを採用し、回転子回転位置
検出部として、固定子巻線の中性点の電圧と、固定子巻
線の端子電圧の平均値とに基づいて回転しの回転位置を
検出するものを採用し、検出された回転位置信号をブラ
シレスDCモータの運転条件に基づいて補正する(特願
平10−315035号参照)ことで回転子回転位置、
回転速度を算出して制御を行えば、電流センサなどが不
要となり、低コストに位置センサレスでの最大効率制御
が実現できる。
As the current control unit 5, a unit that directly generates a PWM signal from a current phase command, a current amplitude command, and a rotor rotation position (rotational speed) is employed. A device that detects the rotational position of rotation based on the voltage at the neutral point of the wire and the average value of the terminal voltage of the stator winding is used, and the detected rotational position signal is used as the operating condition of the brushless DC motor. (Refer to Japanese Patent Application No. 10-315035) to obtain the rotational position of the rotor,
If the control is performed by calculating the rotation speed, a current sensor or the like becomes unnecessary, and the maximum efficiency control without a position sensor can be realized at low cost.

【0135】図2はこの発明のブラシレスDCモータ制
御装置の他の実施態様を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【0136】このブラシレスDCモータ制御装置は、直
流電力を入力とするインバータ(電圧形インバータであ
ることが好ましい)11からの出力をブラシレスDCモ
ータ12に供給している。そして、回転子の回転位置θ
および回転速度ωを回転子回転位置検出部13によって
検出し、駆動波形生成部14に供給している。また、負
荷情報を入力とするトルク算出部15によって算出され
たトルクTを電流位相決定部16に供給して電流位相β
を表す近似式の演算を行って電流位相βを決定し、駆動
波形生成部14に供給している。さらに、速度制御部1
7から出力される速度指令値ω*、およびインバータ1
1における運転電流Iを駆動波形生成部14に供給して
いる。駆動波形生成部14においては、これらの入力信
号に基づいてPWM指令(PWMパターン信号)を生成
し、インバータ11に供給する。
In this brushless DC motor control device, an output from an inverter (preferably a voltage-type inverter) 11 to which DC power is input is supplied to a brushless DC motor 12. And the rotational position θ of the rotor
And the rotation speed ω are detected by the rotor rotation position detection unit 13 and supplied to the drive waveform generation unit 14. Further, the torque T calculated by the torque calculation unit 15 with the load information as an input is supplied to the current phase determination unit 16 and the current phase β
The current phase β is determined by calculating an approximate expression representing Further, the speed control unit 1
7 and the speed command value ω * output from the inverter 7
1 is supplied to the drive waveform generator 14. The drive waveform generator 14 generates a PWM command (PWM pattern signal) based on these input signals, and supplies the PWM command to the inverter 11.

【0137】上記の構成のブラシレスDCモータ制御装
置の作用は次のとおりである。
The operation of the brushless DC motor control device having the above configuration is as follows.

【0138】先ず、負荷情報(例えば、空気調和機の場
合には、室内外の現在温度や温度設定値など)からブラ
シレスDCモータ12にかかるトルクTをトルク算出部
15によって算出する。そして、算出されたトルクTを
電流位相決定部16に供給して電流位相βを表す近似式
の演算を行い、制御目標の電流位相βを決定する。
First, the torque calculator 15 calculates the torque T applied to the brushless DC motor 12 from the load information (for example, in the case of an air conditioner, the current temperature inside and outside the room and the set temperature value). Then, the calculated torque T is supplied to the current phase determination unit 16 to calculate an approximate expression representing the current phase β to determine the current phase β of the control target.

【0139】また、ブラシレスDCモータ12からの信
号を用いて(例えば、固定子巻線の中性点の3次高調波
を負荷条件に応じて補正して)ブラシレスDCモータ1
2の回転子の現在の回転位置θを算出する。
Further, the brushless DC motor 1 is adjusted by using a signal from the brushless DC motor 12 (for example, by correcting the third harmonic at the neutral point of the stator winding in accordance with the load condition).
The current rotational position θ of the second rotor is calculated.

【0140】そして、決定された電流位相βと現在の回
転位置θに加え、速度制御部17からの速度指令値ω
*、およびインバータ12における運転電流Iを駆動波
形生成部14に供給してブラシレスDCモータ12を駆
動するためのPWMパターン信号を生成してインバータ
11に供給する。インバータ11においては、PWMパ
ターン信号に基づいてIGBTなどのパワーデバイスを
制御し、ブラシレスDCモータ12を駆動する。
Then, in addition to the determined current phase β and the current rotational position θ, the speed command value ω
*, And the operation current I in the inverter 12 is supplied to the drive waveform generator 14 to generate a PWM pattern signal for driving the brushless DC motor 12 and supply the same to the inverter 11. In the inverter 11, a power device such as an IGBT is controlled based on the PWM pattern signal to drive the brushless DC motor 12.

【0141】ここで、ある回転数(回転速度)でのIP
Mのトルク毎の最大効率となる電流位相は、例えば、図
3に示すとおりである。また、回転数毎に最大効率にな
る電流位相特性は、例えば、図4に示すとおりである。
図3、図4から、電流位相が20°から40°付近で最
大効率になることが分かる。そこで、この最大効率位相
βをトルクTの関数{例えば、近似式β=A・T+B
(A、Bは定数)}で表し、この関数を電流位相決定部
16に組み込んでおくことにより、簡単に最大効率位相
βを得て、駆動波形の生成に反映させることができる。
Here, the IP at a certain rotation speed (rotation speed)
The current phase at which the maximum efficiency is obtained for each torque of M is, for example, as shown in FIG. Further, the current phase characteristics that provide the maximum efficiency for each rotation speed are, for example, as shown in FIG.
3 and 4 that the maximum efficiency is obtained when the current phase is around 20 ° to 40 °. Therefore, this maximum efficiency phase β is calculated by a function of the torque T, for example, an approximate expression β = A · T + B
(A and B are constants). By incorporating this function in the current phase determination unit 16, the maximum efficiency phase β can be easily obtained and reflected in the generation of the drive waveform.

【0142】したがって、図2のブラシレスDCモータ
制御装置を採用すれば、最大効率位相βを簡単に算出す
ることができ、この最大効率位相βを制御目標としてブ
ラシレスDCモータを制御することによって、ブラシレ
スDCモータの最大効率制御を達成することができる。
Therefore, if the brushless DC motor control device shown in FIG. 2 is employed, the maximum efficiency phase β can be easily calculated. By controlling the brushless DC motor with the maximum efficiency phase β as a control target, the brushless DC motor is controlled. Maximum efficiency control of the DC motor can be achieved.

【0143】図5はこの発明のブラシレスDCモータ制
御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【0144】このブラシレスDCモータ制御装置が図2
のブラシレスDCモータ制御装置と異なる点は、電流位
相決定部16に代えて、トルクTに対応させて電流位相
βを格納した最大効率位相テーブル18を採用した点の
みである。
This brushless DC motor controller is shown in FIG.
The only difference from the brushless DC motor control device is that a maximum efficiency phase table 18 storing a current phase β corresponding to the torque T is employed instead of the current phase determination unit 16.

【0145】この最大効率位相テーブル18の内容の一
例を表1に示す。
An example of the contents of the maximum efficiency phase table 18 is shown in Table 1.

【0146】[0146]

【表1】 もちろん、この最大効率位相テーブル18の内容は、図
3に示すように予め求められた最大効率位相特性に基づ
いて設定される。ここで、最大効率位相テーブル18の
分解能はメモリの容量を考慮して設定すればよく、メモ
リの容量が少ない場合はトルクTの分解能を粗くし、そ
れぞれの点の間を補間すればよい。
[Table 1] Of course, the contents of the maximum efficiency phase table 18 are set based on the previously determined maximum efficiency phase characteristics as shown in FIG. Here, the resolution of the maximum efficiency phase table 18 may be set in consideration of the capacity of the memory, and when the capacity of the memory is small, the resolution of the torque T may be reduced and interpolation may be performed between the points.

【0147】上記の構成のブラシレスDCモータ制御装
置の作用は次のとおりである。
The operation of the brushless DC motor control device having the above configuration is as follows.

【0148】先ず、負荷情報(例えば、空気調和機の場
合には、室内外の現在温度や温度設定値など)からブラ
シレスDCモータ12にかかるトルクTをトルク算出部
15によって算出する。そして、算出されたトルクTを
最大効率位相テーブル18に供給して、制御目標の電流
位相βを決定する。
First, the torque calculating section 15 calculates the torque T applied to the brushless DC motor 12 from the load information (for example, in the case of an air conditioner, the current temperature inside and outside the room and the temperature set value). Then, the calculated torque T is supplied to the maximum efficiency phase table 18 to determine the control target current phase β.

【0149】また、ブラシレスDCモータ12からの信
号を用いて(例えば、固定子巻線の中性点の3次高調波
を負荷条件に応じて補正して)ブラシレスDCモータ1
2の回転子の現在の回転位置θを算出する。
Further, the signal from the brushless DC motor 12 is used (for example, the third harmonic at the neutral point of the stator winding is corrected according to the load condition).
The current rotational position θ of the second rotor is calculated.

【0150】そして、決定された電流位相βと現在の回
転位置θに加え、速度制御部17からの速度指令値ω
*、およびインバータ12における運転電流Iを駆動波
形生成部14に供給してブラシレスDCモータ12を駆
動するためのPWMパターン信号を生成してインバータ
11に供給する。インバータ11においては、PWMパ
ターン信号に基づいてIGBTなどのパワーデバイスを
制御し、ブラシレスDCモータ12を駆動する。
Then, in addition to the determined current phase β and the current rotational position θ, the speed command value ω
*, And the operation current I in the inverter 12 is supplied to the drive waveform generator 14 to generate a PWM pattern signal for driving the brushless DC motor 12 and supply the same to the inverter 11. In the inverter 11, a power device such as an IGBT is controlled based on the PWM pattern signal to drive the brushless DC motor 12.

【0151】図6はこの発明のブラシレスDCモータ制
御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【0152】このブラシレスDCモータ制御装置が図2
のブラシレスDCモータ制御装置と異なる点は、トルク
算出部15および電流位相決定部16に代えて、電流位
相設定部19を設けた点のみである。
This brushless DC motor controller is shown in FIG.
The only difference from the brushless DC motor control device is that a current phase setting unit 19 is provided instead of the torque calculation unit 15 and the current phase determination unit 16.

【0153】前記電流位相設定部19においては、ブラ
シレスDCモータ12の運転状態に拘わらず予め設定さ
れた所定の電流位相βを出力するものである。ここで、
電流位相βを一定に保持すれば、トルクの変動、回転数
の変動などが生じた場合に、必ずしも最大効率位相を実
現できなくなってしまう可能性がある。しかし、図3、
図4を参照すれば分かるように、トルクの変動、回転数
の変動などが生じても最大効率位相の変動は余り大きく
ないのであるから、所定の電流位相βを図3、図4など
を参照して設定することにより、最大効率位相を実現し
た場合と比較してほぼ同程度の効率でブラシレスDCモ
ータ12を運転することができる(図7参照)。
The current phase setting section 19 outputs a predetermined current phase β set irrespective of the operating state of the brushless DC motor 12. here,
If the current phase β is kept constant, there is a possibility that the maximum efficiency phase may not always be realized when fluctuations in torque, rotation speed, and the like occur. However, FIG.
As can be seen from FIG. 4, since the fluctuation of the maximum efficiency phase is not so large even if the fluctuation of the torque, the fluctuation of the rotation speed, etc. occur, the predetermined current phase β is referred to FIGS. With this setting, the brushless DC motor 12 can be operated with almost the same efficiency as in the case where the maximum efficiency phase is realized (see FIG. 7).

【0154】上記の各実施態様を採用した場合には、モ
ータ効率を検出する手段、例えば、電流センサや電圧セ
ンサなどの部品を追加することなく低コストで、ブラシ
レスDCモータを最大効率制御することができる。特
に、図5、図6の実施態様を採用した場合には、リアル
タイムに最大効率位相を算出する必要がなく、低コスト
なマイコンで制御を実現することができる。
When each of the above embodiments is employed, it is possible to control the efficiency of the brushless DC motor at a low cost without adding a part such as a current sensor or a voltage sensor, for example, by means for detecting the motor efficiency. Can be. In particular, when the embodiments of FIGS. 5 and 6 are employed, it is not necessary to calculate the maximum efficiency phase in real time, and control can be realized by a low-cost microcomputer.

【0155】図12はこの発明のブラシレスDCモータ
制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図であ
る。
FIG. 12 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【0156】このブラシレスDCモータ制御装置は、交
流電源21を入力とするコンバータ22と、コンバータ
22の出力電圧を平滑化する平滑コンデンサ23と、平
滑化された直流電圧を入力とするインバータ24と、イ
ンバータ24から出力される交流電圧が印加されるブラ
シレスDCモータ25と、ブラシレスDCモータ25へ
の供給電流を検出する電流検出部26と、ブラシレスD
Cモータ25に印加される電圧を検出する電圧検出部2
7と、検出電流および検出電圧を入力として磁束Ψ=
(L−L)i+φ、回転子位置および速度を検出
する位置・速度検出部28と、検出された磁束Ψを入力
として磁束Ψ≒0であることを検出して進相指令を出力
するΨ≒0検出部29と、検出された速度および外部か
ら与えられる速度指令を入力として速度制御演算を行っ
て電流指令を出力する速度制御部30と、電流指令、外
部から与えられる位相指令、および進相指令を入力とし
て位相制御演算を行って位相を出力する位相制御部31
と、位相制御部31から出力される位相、検出電流およ
び回転子位置を入力として電流制御演算を行って電圧指
令を出力し、インバータ24に供給する電圧制御部32
とを有している。
The brushless DC motor control device includes a converter 22 having an AC power supply 21 as an input, a smoothing capacitor 23 for smoothing an output voltage of the converter 22, and an inverter 24 having a smoothed DC voltage as an input. A brushless DC motor 25 to which an AC voltage output from the inverter 24 is applied; a current detecting unit 26 for detecting a current supplied to the brushless DC motor 25;
Voltage detector 2 for detecting a voltage applied to C motor 25
7 and the magnetic flux 検 出 =
(L d -L q) i d + φ, a position-speed detector 28 for detecting the rotor position and speed, detected and fast commands the as input the detected magnetic flux [psi is flux [psi ≒ 0 A # 0 detection unit 29 for outputting, a speed control unit 30 for performing a speed control operation with the detected speed and an externally applied speed command as inputs and outputting a current command, a current command, and an externally applied phase command , And a phase control unit 31 that outputs a phase by performing a phase control operation using a phase advance command as an input
The voltage control unit 32 outputs a voltage command by performing a current control operation using the phase, the detected current, and the rotor position output from the phase control unit 31 as inputs, and supplies the voltage command to the inverter 24.
And

【0157】前記位置・速度検出部28にはモータの機
器定数が予め設定されており、この機器定数とモータ電
流(供給電流)とモータ電圧(印加電圧)とを用いて磁
束情報を算出し、算出された磁束情報から回転子位置を
推定して回転子位置を出力するとともに、モータ電流の
周期などから速度を検出するものである。
The motor constants of the motor are preset in the position / speed detector 28, and the magnetic flux information is calculated by using the machine constants, the motor current (supply current) and the motor voltage (applied voltage). The rotor position is estimated from the calculated magnetic flux information and the rotor position is output, and the speed is detected from the motor current cycle and the like.

【0158】上記の構成のブラシレスDCモータ制御装
置を採用した場合には、Ψ≒0検出部29が磁束Ψ≒0
であることを検出していないことを条件として、位相制
御部31が位相指令および電流指令に基づいて位相制御
演算を行うので、モータ電流とモータ電圧と機器定数と
を用いて回転子位置を推定し、推定された回転子位置に
基づいてブラシレスDCモータ25を制御することがで
きる。
When the brushless DC motor control device having the above configuration is employed, the # 0 detector 29 detects the magnetic flux # 0
Since the phase control unit 31 performs the phase control calculation based on the phase command and the current command on condition that the rotor position is not detected, the rotor position is estimated using the motor current, the motor voltage, and the device constant. Then, the brushless DC motor 25 can be controlled based on the estimated rotor position.

【0159】逆に、Ψ≒0検出部29が磁束Ψ≒0であ
ることを検出した場合には、進相指令を出力するのであ
るから、位相指令および電流指令に基づいて位相制御演
算を行って得られる位相よりも進められた位相を位相制
御部31から出力し、磁束Ψ=0を避けることによっ
て、回転子位置の正確な推定を可能とし、ひいてはブラ
シレスDCモータ25を安定に動作させることができる
(脱調を防止することができる)。
Conversely, when the # 0 detecting section 29 detects that the magnetic flux is $ 0, it outputs a phase advance command, so that a phase control calculation is performed based on the phase command and the current command. The phase controller 31 outputs a phase advanced from the phase obtained by the above operation, and enables accurate estimation of the rotor position by avoiding the magnetic flux Ψ = 0, thereby stably operating the brushless DC motor 25. (Step-out can be prevented).

【0160】なお、図12の実施態様においては、位置
・速度検出部28において磁束Ψを算出するようにして
いるが、別途磁束Ψを算出するΨ算出部を設けてもよ
く、Ψ=0と等価なモータ電流値、モータ電流位相など
を算出して用いてもよい(図11参照)。また、電流制
御系を設けることなく、直接電圧制御を行ってもよい。
さらに、モータ電圧を検出する代わりにインバータ指令
からモータ電圧を算出するようにしてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 12, the position / velocity detecting section 28 calculates the magnetic flux 別 途. However, a separate Ψ calculating section for calculating the magnetic flux Ψ may be provided. An equivalent motor current value, motor current phase, or the like may be calculated and used (see FIG. 11). Further, voltage control may be performed directly without providing a current control system.
Further, the motor voltage may be calculated from the inverter command instead of detecting the motor voltage.

【0161】図13はこの発明のブラシレスDCモータ
制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図であ
る。
FIG. 13 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【0162】このブラシレスDCモータ制御装置が図1
2のブラシレスDCモータ制御装置と異なる点は、進相
指令を出力するΨ≒0検出部29に代えて、電流垂下指
令を出力して電流制御部32に供給するΨ≒0検出部2
9’を採用した点のみである。
This brushless DC motor controller is shown in FIG.
2 is different from the brushless DC motor controller of FIG. 2 in that the $ 0 detector 29 outputs a current drooping command and supplies the current drooping command to the current controller 32 instead of the # 0 detector 29 that outputs a phase advance command.
It is only the point that 9 'is adopted.

【0163】したがって、この実施態様においては、Ψ
≒0検出部29が磁束Ψ≒0であることを検出した場合
に、電流垂下指令に基づいてインバータ出力電流を減少
させ、磁束Ψ=0を避けることによって、回転子位置の
正確な推定を可能とし、ひいてはブラシレスDCモータ
25を安定に動作させることができる(脱調を防止する
ことができる)。
Therefore, in this embodiment,
When the ≒ 0 detector 29 detects that the magnetic flux is Ψ ≒ 0, the inverter output current is reduced based on the current droop command and the magnetic flux Ψ = 0 is avoided, so that the rotor position can be accurately estimated. As a result, the brushless DC motor 25 can be operated stably (step-out can be prevented).

【0164】図14はこの発明のブラシレスDCモータ
制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図であ
る。
FIG. 14 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【0165】このブラシレスDCモータ制御装置が図1
2のブラシレスDCモータ制御装置と異なる点は、進相
指令を出力するΨ≒0検出部29に代えて、Ψ>0の電
流値、電流位相を予め格納したΨ>0テーブル29’’
を設け、速度制御部30から出力される電流指令および
外部から与えられる位相指令を読み出し指示信号として
電流位相を出力し、位相制御部31に供給した点のみで
ある。
This brushless DC motor controller is shown in FIG.
2 is different from the brushless DC motor control device of FIG. 2 in that a current value and a current phase of Ψ> 0 are stored in advance in place of the Ψ ≒ 0 detection unit 29 that outputs a phase advance command.
Only in that the current command output from the speed control unit 30 and the phase command given from the outside are output as a read instruction signal and the current phase is supplied to the phase control unit 31.

【0166】したがって、この実施態様においては、Ψ
>0となるような電流位相をΨ>0テーブル29’’か
ら読み出して位相制御部31に供給することによって、
磁束Ψ=0を避け、ひいては、回転子位置の正確な推定
を可能とし、ひいてはブラシレスDCモータ25を安定
に動作させることができる(脱調を防止することができ
る)。
Therefore, in this embodiment,
By reading a current phase such that> 0 from the Ψ> 0 table 29 '' and supplying it to the phase control unit 31,
By avoiding the magnetic flux Ψ = 0, it is possible to accurately estimate the rotor position, and thus, it is possible to operate the brushless DC motor 25 stably (step-out can be prevented).

【0167】なお、Ψ>0テーブル29’’を設ける代
わりに、Ψ>0となるような位相リミット部を設けるよ
うにしてもよい。
Note that instead of providing the 位相> 0 table 29 ″, a phase limiter that satisfies Ψ> 0 may be provided.

【0168】図15はこの発明のブラシレスDCモータ
制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図であ
る。
FIG. 15 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【0169】このブラシレスDCモータ制御装置は、直
流電力を入力とするインバータ41と、インバータ41
から出力される交流電圧が印加されるブラシレスDCモ
ータ42と、3相分のモータ電流を検出する電流検出部
43と、3相分のモータ電流を入力として2相電流(α
β軸電流)への変換を行う3相→2相変換部44と、変
換された2相電流(αβ軸電流)および回転子角度
(θ)を入力としてdq軸電流への変換を行うαβ軸→
dq軸変換部45と、外部から与えられる位相指令およ
び電流指令を入力として−sin処理を施してd軸電流
指令を出力する−sin処理部46と、外部から与えら
れる位相指令および電流指令を入力としてcos処理を
施してq軸電流指令を出力するcos処理部47と、−
sin処理部46から出力されるd軸電流とαβ軸→d
q軸変換部45から出力されるd軸電流との差分を算出
する第1差算出部48と、cos処理部47から出力さ
れるq軸電流とαβ軸→dq軸変換部45から出力され
るq軸電流との差分を算出する第2差算出部49と、第
1差算出部48から出力されるd軸差電流に対して比例
ゲインKdpを乗算する比例処理部48aと、、第1差
算出部48から出力されるd軸差電流に対して積分ゲイ
ンKdiを乗算する積分乗算部48bと、積分乗算部4
8bからの出力に対して積分処理(1/s処理)を施す
積分処理部48cと、比例処理部48aからの出力と積
分処理部48cからの出力とを加算してd軸電圧指令と
して出力する加算部48dと、第2差算出部49から出
力されるq軸差電流に対して比例ゲインKqpを乗算す
る比例処理部49aと、、第2差算出部49から出力さ
れるq軸差電流に対して積分ゲインKqiを乗算する積
分乗算部49bと、積分乗算部49bからの出力に対し
て積分処理(1/s処理)を施す積分処理部49cと、
比例処理部49aからの出力と積分処理部49cからの
出力とを加算してq軸電圧指令として出力する加算部4
9dと、d軸電圧、q軸電圧および回転子角度(θ)を
入力としてαβ軸電圧への変換を行うdq軸→αβ軸変
換部50と、αβ軸電圧を入力として3相電圧指令に変
換してインバータ41に供給する2相→3相変換部51
とを有している。
This brushless DC motor control device includes an inverter 41 that receives DC power as input,
A brushless DC motor 42 to which the AC voltage output from the DC motor is applied, a current detection unit 43 for detecting three-phase motor currents, and a two-phase current (α
A three-phase to two-phase conversion unit 44 for converting the current into a β-axis current), and an αβ-axis for converting the converted two-phase current (αβ-axis current) and the rotor angle (θ) into dq-axis currents →
a dq-axis conversion unit 45, a -sin processing unit 46 that performs a -sin process using an externally supplied phase command and current command as input, and outputs a d-axis current command, and receives an externally supplied phase command and current command. A cos processing unit 47 that performs a cos process and outputs a q-axis current command;
d-axis current output from the sin processing unit 46 and αβ-axis → d
a first difference calculator 48 for calculating a difference between the d-axis current output from the q-axis converter 45, and a q-axis current output from the cos processor 47 and an output from the αβ axis → dq axis converter 45. a second difference calculator 49 for calculating a difference from the q-axis current, a proportional processor 48a for multiplying a d-axis difference current output from the first difference calculator 48 by a proportional gain K dp , An integral multiplier 48b for multiplying the d-axis difference current output from the difference calculator 48 by an integral gain K di , and an integral multiplier 4
An integration processing unit 48c that performs integration processing (1 / s processing) on the output from 8b, an output from the proportional processing unit 48a and an output from the integration processing unit 48c are added and output as a d-axis voltage command. An adder 48d, a proportional processor 49a that multiplies the q-axis difference current output from the second difference calculator 49 by a proportional gain K qp , and a q-axis difference current output from the second difference calculator 49 An integration multiplier 49b for multiplying the output by the integration gain Kqi , an integration processor 49c for performing an integration process (1 / s process) on an output from the integration multiplier 49b,
An adder 4 that adds the output from the proportional processor 49a and the output from the integration processor 49c and outputs the result as a q-axis voltage command
9d, a dq-axis → αβ-axis converter 50 for converting the d-axis voltage, the q-axis voltage, and the rotor angle (θ) into an αβ-axis voltage, and converting the αβ-axis voltage into a three-phase voltage command -To-three-phase converter 51 for supplying to inverter 41
And

【0170】なお、前記回転子角度(θ)を推定する部
分については図示を省略しているが、前述のように、モ
ータ電流、モータ電圧および機器定数から推定するよう
にしている。
Although the portion for estimating the rotor angle (θ) is not shown, it is estimated from the motor current, the motor voltage and the equipment constant as described above.

【0171】この実施態様のブラシレスDCモータ制御
装置を採用した場合には、目標とする電流位相になるよ
うに電流位相を制御してブラシレスDCモータを制御す
ることができる。したがって、目標とする電流位相を磁
束Ψ=0とならないように設定することによって、ブラ
シレスDCモータを常に安定に制御することができる。
When the brushless DC motor control device of this embodiment is employed, the brushless DC motor can be controlled by controlling the current phase so as to attain the target current phase. Therefore, by setting the target current phase so that the magnetic flux Ψ does not become zero, the brushless DC motor can always be stably controlled.

【0172】図16はこの発明のブラシレスDCモータ
制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図であ
る。
FIG. 16 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【0173】このブラシレスDCモータ制御装置は、直
流電力を入力とするインバータ61と、インバータ61
から出力される交流電圧が印加されるブラシレスDCモ
ータ62と、3相分のモータ電流を検出する電流検出部
63と、3相分のモータ電流を入力としてr、θ変換を
行って電流ベクトル長および電流位相を出力する3相→
r、θ変換部64と、電流位相と回転子角度(θ)との
差を算出する第1位相差算出部65と、外部から与えら
れる電流指令と電流ベクトル長との差を算出する電流差
算出部66と、外部から与えられる位相指令と第1位相
差算出部65から出力される差との差を算出する第2位
相差算出部67と、電流差算出部66からの出力に対し
て比例ゲインKlpを乗算する比例処理部66aと、電
流差算出部66からの出力に対して積分ゲインKli
乗算する積分乗算部66bと、積分乗算部66bからの
出力に対して積分処理を施す積分処理部66cと、比例
処理部66aからの出力と積分処理部66cからの出力
とを加算して電流ベクトル長として出力する加算部66
dと、第2位相差算出部67からの出力に対して比例ゲ
インKθpを乗算する比例処理部67aと、第2位相差
算出部67からの出力に対して積分ゲインKθiを乗算
する積分乗算部67bと、積分乗算部67bからの出力
に対して積分処理を施す積分処理部67cと、比例処理
部67aからの出力と積分処理部67cからの出力とを
加算して出力する加算部67dと、加算部67dからの
出力と回転子角度(θ)とを加算して電圧位相として出
力する加算部68と、加算部66dから出力される電圧
ベクトル長および加算部68から出力される電圧位相を
入力として3相変換処理を行って3相分の電圧指令に変
換してインバータ61に供給するr、θ→3相変換部6
9とを有している。
This brushless DC motor control device includes an inverter 61 that inputs DC power,
Brushless DC motor 62 to which the AC voltage output from is applied, a current detection unit 63 for detecting three-phase motor currents, and a current vector length by performing r and θ conversion with the three-phase motor currents as inputs. And three phases that output the current phase →
an r / θ conversion unit 64, a first phase difference calculation unit 65 for calculating a difference between a current phase and a rotor angle (θ), and a current difference for calculating a difference between a current command given from outside and a current vector length. A calculating unit 66, a second phase difference calculating unit 67 for calculating a difference between a phase command given from the outside and a difference output from the first phase difference calculating unit 65, and an output from the current difference calculating unit 66. a proportional processing unit 66a for multiplying the proportional gain K lp, and integrating the multiplication section 66b for multiplying the integration gain K li to the output from the current difference calculating unit 66, the integration processing on the output from the integration multiplier unit 66b An integration processing unit 66c to be added, and an addition unit 66 that adds the output from the proportional processing unit 66a and the output from the integration processing unit 66c and outputs the result as a current vector length.
d, a proportional processing unit 67a that multiplies the output from the second phase difference calculation unit 67 by a proportional gain K θp , and an integration that multiplies the output from the second phase difference calculation unit 67 by an integration gain K θi. A multiplication unit 67b, an integration processing unit 67c that performs integration processing on the output from the integration multiplication unit 67b, and an addition unit 67d that adds and outputs the output from the proportional processing unit 67a and the output from the integration processing unit 67c. , An adder 68 that adds the output from the adder 67d and the rotor angle (θ) and outputs a voltage phase, a voltage vector length output from the adder 66d and a voltage phase output from the adder 68. Is input, and a three-phase conversion process is performed to convert it into a voltage command for three phases, which is supplied to the inverter 61.
9.

【0174】なお、前記回転子角度(θ)を推定する部
分については図示を省略しているが、前述のように、モ
ータ電流、モータ電圧および機器定数から推定するよう
にしている。
Although the portion for estimating the rotor angle (θ) is not shown, it is estimated from the motor current, the motor voltage and the equipment constant as described above.

【0175】この実施態様のブラシレスDCモータ制御
装置を採用した場合にも、目標とする電流位相になるよ
うに電流位相を制御してブラシレスDCモータを制御す
ることができる。したがって、目標とする電流位相を磁
束Ψ=0とならないように設定することによって、ブラ
シレスDCモータを常に安定に制御することができる。
Even when the brushless DC motor control device of this embodiment is employed, the brushless DC motor can be controlled by controlling the current phase so as to attain the target current phase. Therefore, by setting the target current phase so that the magnetic flux Ψ does not become zero, the brushless DC motor can always be stably controlled.

【0176】図17は前記位置・速度検出部28の構成
の一例を示す示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing an example of the configuration of the position / speed detector 28.

【0177】この位置・速度検出部28は、3相電圧を
入力としてγδ変換を行ってγδ電圧ベクトルを出力す
る3相→γδ変換部28aと、3相電流を入力としてγ
δ変換を行ってγδ電流ベクトルを出力する3相→γδ
変換部28bと、γδ電流ベクトルを入力として電圧ベ
クトルを出力するモータ逆モデル部28cと、モータ逆
モデル部28cから出力される電圧ベクトルと3相→γ
δ変換部28aから出力される電圧ベクトルとの差を算
出する差算出部28dと、差算出部28dから出力され
る差を入力とするフィルタ28eと、フィルタ28eか
らの出力を入力として位置・速度の推定を行う位置・速
度推定部28fとを有している。
The position / velocity detecting unit 28 performs a γδ conversion with a three-phase voltage as an input and outputs a γδ voltage vector, and a three-phase → γδ conversion unit 28a.
3 phase that performs δ conversion and outputs γδ current vector → γδ
A conversion unit 28b, a motor inverse model unit 28c that outputs a voltage vector with a γδ current vector as an input, and a three-phase → γ with a voltage vector output from the motor inverse model unit 28c
A difference calculator 28d for calculating a difference between the voltage vector output from the δ converter 28a, a filter 28e having the difference output from the difference calculator 28d as an input, and a position / velocity having the output from the filter 28e as an input. And a position / velocity estimating unit 28f for estimating.

【0178】したがって、この場合には、回転座標モー
タモデルを用いて回転子位置を検出することができる。
ただし、電流、角速度の変動に対し、角度誤差が打ち消
される可能性があるので、変動の大きな用途には不向き
であるが、変動の少ない用途に好適に適用することがで
きる。
Therefore, in this case, the rotor position can be detected using the rotating coordinate motor model.
However, since there is a possibility that an angle error may be canceled with respect to fluctuations in current and angular velocity, it is not suitable for applications with large fluctuations, but can be suitably applied to applications with small fluctuations.

【0179】また、図8の座標変換部をテイラー1次線
形近似して次式を得る。T=i+Jθ、ただし、数1
3である。
Further, the following equation is obtained by performing a Taylor linear approximation on the coordinate transformation unit shown in FIG. T = i + Jθ e , where
3.

【0180】[0180]

【数13】 上式を図8のブロック線図に代入して図9のブロック線
図を得、これから数14の閉ループ系の一巡伝達関数
(一巡ループ伝達関数)G(s)が得られる。
(Equation 13) The above equation is substituted into the block diagram of FIG. 8 to obtain the block diagram of FIG. 9, from which the open-loop transfer function (circular loop transfer function) G (s) of the closed loop system is obtained.

【0181】[0181]

【数14】 そして、G/(1+G)の分母多項式のsの実根が全て
負となるように各部のゲインKθとF(s)を設定する
ことにより安定性を確保することができる。
[Equation 14] Then, the stability can be ensured by setting the gains and F (s) of the respective units so that the real roots of s of the denominator polynomial of G / (1 + G) are all negative.

【0182】次いで、ゲイン設定の手順を説明する。 (1)安定に運転したい電流位相、電流振幅、速度の範
囲を設定する。
Next, the procedure for setting the gain will be described. (1) Set the range of current phase, current amplitude, and speed that you want to operate stably.

【0183】ゲインKθとF(s)、ループ中のゲイン
初期値を設定する。 (2)(1)で設定される各種諸量の全組み合わせにお
いて、前記有理関数Gを用いて、G/(1+G)の分母
多項式のsの実根が全て負がどうかチェックする。 (3)正の実根が現れる場合にはゲインを変化させて
(2)を実行する。
The gains K θ and F (s) and the initial gain value in the loop are set. (2) In all combinations of various quantities set in (1), it is checked using the rational function G whether all real roots of s of the denominator polynomial of G / (1 + G) are negative. (3) If a positive real root appears, change the gain and execute (2).

【0184】逆に、正の実根が現れない場合は、その値
を採用する。
Conversely, if a positive real root does not appear, that value is adopted.

【0185】図9の線形近似ブロック線図より、(2)
の結果、実根を全て負とするゲインの組み合わせは、安
定なゲインである。
From the linear approximation block diagram of FIG. 9, (2)
As a result, a combination of gains in which all the real roots are negative is a stable gain.

【0186】具体的には、「速度起電力推定に基づくセ
ンサレス突極形ブラシレスDCモータ制御」、竹下他、
T.IEE Japan,Vol.117−D,No.
1,’97の構成の伝達関数Gは数15となる。
More specifically, “Sensorless salient-pole brushless DC motor control based on speed electromotive force estimation”, Takeshita et al.
T. IEEE Japan, Vol. 117-D, no.
The transfer function G having the configuration of 1, 97 is given by the following equation (15).

【0187】[0187]

【数15】 そして、上記の文献と同じモータ機器定数を採用し、例
えば、速度15rps、電流振幅0.84A、電流位相
0〜360°を運転範囲としてゲインを設定する。この
時、Kθ=1077、Ke=5202000を設定する
と、従来の安定性判定では安定として求まるが、上記の
判定法を用いると、図18中(A)に示すように、電流
位相がおよそ130°〜230°で不安定となることが
分かる。
(Equation 15) Then, the same motor device constants as those in the above-mentioned literature are adopted, and the gain is set with, for example, a speed of 15 rps, a current amplitude of 0.84 A, and a current phase of 0 to 360 °. At this time, if K θ = 1077 and K e = 5202000 are set, the stability is determined to be stable in the conventional stability determination. However, when the above determination method is used, the current phase becomes approximately as shown in FIG. It turns out that it becomes unstable at 130 ° to 230 °.

【0188】ここで、Kθ=107.7、Ke=520
200を設定すると、全ての電流位相で安定となること
がわかり{図18中(B)参照}、この運転範囲を満足
するためにはこのようなゲイン設定が必要であることが
分かる。
Here, K θ = 107.7 and K e = 520
When 200 is set, it is understood that the current phase becomes stable in all current phases (see FIG. 18B), and it is understood that such a gain setting is necessary to satisfy this operation range.

【0189】また、前記位置・速度検出部28として、
図10に示すような固定座標方式位置検出器を採用する
こともできる。
The position / speed detecting unit 28
A fixed coordinate type position detector as shown in FIG. 10 may be employed.

【0190】この場合には、電流や角速度の変化による
位置推定誤差がなく、電流や角速度の変化が大きい場合
であっても好適なブラシレスDCモータの制御を達成す
ることができる。
In this case, there is no position estimation error due to a change in current or angular velocity, and suitable control of the brushless DC motor can be achieved even when the change in current or angular velocity is large.

【0191】さらに、上記の実施態様において採用され
るモータ機器定数は、予め設定されていてもよいが、運
転開始時に同定処理を行ってモータ機器定数を設定し、
その後にブラシレスDCモータの制御を行うことが好ま
しい。なお、同定処理は、例えば、次のようにして行
う。 ステップ1 強制動機運転または位置センサを用いない運転などを行
い、速度がほぼ一定、電圧と電流がほぼ一定の条件にお
けるvαβ、iαβを検出し、または推定し、数16の
演算を行う。
Further, although the motor equipment constants employed in the above embodiment may be set in advance, identification processing is performed at the start of operation to set the motor equipment constants.
After that, it is preferable to control the brushless DC motor. The identification process is performed, for example, as follows. Step 1 A forced motive operation or an operation without using a position sensor is performed, and v αβ and i αβ are detected or estimated under the condition that the speed is almost constant and the voltage and the current are almost constant, and the calculation of Formula 16 is performed.

【0192】[0192]

【数16】 ただし、nは1以上の整数である。 ステップ2 次いで、速度がほぼ一定、電圧と電流がほぼ一定の条件
下において、速度、電圧、電流の1つ以上が前記と異な
る条件におけるvαβ、iαβを検出し、または推定
し、数17の演算を行う。
(Equation 16) Here, n is an integer of 1 or more. Step 2 Next, under the condition that the speed is substantially constant and the voltage and the current are substantially constant, v αβ and i αβ are detected or estimated under the condition that one or more of the speed, the voltage and the current are different from the above, and Is calculated.

【0193】[0193]

【数17】 ただし、nは1以上の整数である。[Equation 17] Here, n is an integer of 1 or more.

【0194】電圧と電流の基本波成分以外の成分が無視
できると仮定し、数18を得る。
Assuming that components other than the fundamental components of the voltage and the current can be neglected, Expression 18 is obtained.

【0195】[0195]

【数18】 ステップ3 そして、同期モータの固定子座標上の電圧方程式 vαβ=Riαβ+s{Lpαβ+Lmf(2θ)i
αβ}+s{φΘ} に数18を代入し、互いに直交する変数である数19、
数20のそれぞれに関する係数を抜き出し、数21を得
る。
(Equation 18) Step 3 The voltage equation on the stator coordinates of the synchronous motor v αβ = Ri αβ + s { L p i αβ + L m f (2θ) i
Substituting Equation 18 into αβ } + s {φΘ}, and Equation 19, which is a mutually orthogonal variable,
The coefficients relating to each of Expression 20 are extracted, and Expression 21 is obtained.

【0196】[0196]

【数19】 [Equation 19]

【0197】[0197]

【数20】 (Equation 20)

【0198】[0198]

【数21】 ステップ4 前記ステップ1、ステップ2におけるθeをそれぞれθ
e1、θe2とおき、数16、数17を数21に代入し、8
つの未知定数をもつ8連立方程式を得る。機器定数の初
期値として予め粗設定しておいた値、θe1、θe2の初期
値として0を設定し、得られた方程式をニュートン法な
どにより解き、機器定数を得ることができる(同定する
ことができる)。
(Equation 21) Step 4 Each of θ e in Step 1 and Step 2 is θ
e1 and θ e2, and the equations (16) and (17) are substituted into the equation (21) to obtain 8
Obtain eight simultaneous equations with two unknown constants. The initial values of the device constants are roughly set in advance, and 0 is set as the initial values of θ e1 and θ e2 , and the obtained equations are solved by Newton's method or the like to obtain the device constants (identify be able to).

【0199】さらにまた、前記実施態様における目標電
流位相をブラシレスDCモータの最高効率位相または最
大トルク位相以上に進めることが好ましい。
Further, it is preferable that the target current phase in the above embodiment is advanced to the maximum efficiency phase or the maximum torque phase of the brushless DC motor.

【0200】最大効率電流位相−トルク特性を示す図1
9、電流位相−トルクに対するモータ端子電圧を示す図
20、および最大トルク電流位相を示す図21を参照す
れば、電流位相を進めるほどモータ端子電圧が下がるこ
とが分かる。したがって、インバータ出力電圧がリミッ
トに達した場合にも、電流位相を進めることによってさ
らに高速回転を行わせることができる。換言すれば、運
転範囲を高速側に拡大することができる。
FIG. 1 showing the maximum efficiency current phase-torque characteristics
9, FIG. 20 showing the motor terminal voltage with respect to the current phase-torque, and FIG. 21 showing the maximum torque current phase, it can be seen that the motor terminal voltage decreases as the current phase advances. Therefore, even when the inverter output voltage reaches the limit, a higher speed rotation can be performed by advancing the current phase. In other words, the operation range can be extended to the high speed side.

【0201】次いで、ブラシレスDCモータによって圧
縮機を駆動する場合を考える。
Next, consider a case where the compressor is driven by a brushless DC motor.

【0202】1シリンダロータリー圧縮機における回転
角度に対する圧縮トルクを示す図22を参照すれば、空
調用圧縮機においては負荷変動が大きく、かつ高速であ
るから、(L−L)i+φ>0を満足させること
は容易でないが、高速な電流位相制御により安定に制御
することが可能である。
[0202] 1 Referring to Figure 22 showing the compression torque with respect to the rotation angle of the cylinder rotary compressor, large load fluctuation in the air conditioning compressor, and because it is fast, (L d -L q) i d + φ It is not easy to satisfy> 0, but it is possible to control stably by high-speed current phase control.

【0203】したがって、上記の実施態様のブラシレス
DCモータ制御装置を採用することによって、モータモ
デルを用いる方法による安定、かつ緻密な制御を圧縮機
においても実現することができ、省エネルギー、高効率
化などの効果を達成することができる。
Therefore, by adopting the brushless DC motor control device of the above embodiment, stable and precise control by the method using the motor model can be realized in the compressor, and energy saving and high efficiency can be achieved. The effect of can be achieved.

【0204】[0204]

【発明の効果】請求項1の発明は、位置センサを用いる
ことなく回転子の回転位置を検出することができるとと
もに、最大効率制御を達成することができるという特有
の効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to detect the rotational position of the rotor without using a position sensor, and to achieve a specific effect that maximum efficiency control can be achieved.

【0205】請求項2の発明は、運転状態に拘わらず最
大効率制御を達成することができるという特有の効果を
奏する。
The invention of claim 2 has a specific effect that the maximum efficiency control can be achieved regardless of the operation state.

【0206】請求項3の発明は、目標電流位相を測定す
る必要がなく、処理を簡単化することができ、しかも最
大効率制御を達成することができるという特有の効果を
奏する。
According to the third aspect of the present invention, it is not necessary to measure the target current phase, the processing can be simplified, and the maximum efficiency control can be achieved.

【0207】請求項4の発明は、処理を一層簡単化する
ことができ、しかもある程度の最大効率制御を達成する
ことができるという特有の効果を奏する。
The invention according to claim 4 has a specific effect that the processing can be further simplified and a certain maximum efficiency control can be achieved.

【0208】請求項5の発明は、ブラシレスDCモータ
の固定子の中性点の電圧と、固定子巻線の端子電圧の平
均値とに基づいて回転子の回転位置を検出する場合に適
用することができ、最大効率制御を達成することができ
るという特有の効果を奏する。
The invention according to claim 5 is applied to the case where the rotational position of the rotor is detected based on the voltage at the neutral point of the stator of the brushless DC motor and the average value of the terminal voltage of the stator winding. And achieves a unique effect that maximum efficiency control can be achieved.

【0209】請求項6の発明は、固定子巻線の印加電
圧、モータ電流、およびブラシレスDCモータの機器定
数を用いて所定の演算を行って回転子の回転位置を算出
する場合に適用することができ、最大効率制御を達成す
ることができるという特有の効果を奏する。
[0209] The invention according to claim 6 is applied to the case where the rotation position of the rotor is calculated by performing a predetermined calculation using the applied voltage of the stator winding, the motor current, and the equipment constant of the brushless DC motor. And a unique effect that maximum efficiency control can be achieved.

【0210】請求項7の発明は、電圧型インバータが発
生する高調波電流から求められたインダクタンスおよび
回転子の突極性から回転子の回転位置を算出する場合に
適用することができ、最大効率制御を達成することがで
きるという特有の効果を奏する。
[0210] The invention of claim 7 can be applied to the case where the rotational position of the rotor is calculated from the inductance obtained from the harmonic current generated by the voltage type inverter and the saliency of the rotor, and the maximum efficiency control is performed. Can be achieved.

【0211】請求項8の発明は、位置センサを用いるこ
となく回転子の回転位置を検出することができるととも
に、最大効率制御を達成することができるという特有の
効果を奏する。
[0211] The invention of claim 8 has a specific effect that the rotational position of the rotor can be detected without using a position sensor and maximum efficiency control can be achieved.

【0212】請求項9の発明は、運転状態に拘わらず最
大効率制御を達成することができるという特有の効果を
奏する。
The ninth aspect of the invention has a specific effect that the maximum efficiency control can be achieved regardless of the operation state.

【0213】請求項10の発明は、マップから簡単に目
標電流位相を取り出すことができ、しかも運転状態に拘
わらず最大効率制御を達成することができるという特有
の効果を奏する。
The tenth aspect of the invention has a specific effect that the target current phase can be easily obtained from the map, and the maximum efficiency control can be achieved regardless of the operation state.

【0214】請求項11の発明は、目標電流位相を測定
する必要がなく、処理を簡単化することができ、しかも
最大効率制御を達成することができるという特有の効果
を奏する。
According to the eleventh aspect of the present invention, it is not necessary to measure the target current phase, the processing can be simplified, and the maximum efficiency control can be achieved.

【0215】請求項12の発明は、処理を一層簡単化す
ることができ、しかもある程度の最大効率制御を達成す
ることができるという特有の効果を奏する。
The twelfth aspect of the invention has a specific effect that the processing can be further simplified and a certain maximum efficiency control can be achieved.

【0216】請求項13の発明は、ブラシレスDCモー
タの固定子の中性点の電圧と、固定子巻線の端子電圧の
平均値とに基づいて回転子の回転位置を検出する場合に
適用することができ、最大効率制御を達成することがで
きるという特有の効果を奏する。
The thirteenth aspect of the present invention is applied to the case where the rotational position of the rotor is detected based on the voltage at the neutral point of the stator of the brushless DC motor and the average value of the terminal voltage of the stator winding. And achieves a unique effect that maximum efficiency control can be achieved.

【0217】請求項14の発明は、固定子巻線の印加電
圧、モータ電流、およびブラシレスDCモータの機器定
数を用いて所定の演算を行って回転子の回転位置を算出
する場合に適用することができ、最大効率制御を達成す
ることができるという特有の効果を奏する。
The invention according to claim 14 is applied to a case where a predetermined operation is performed using a voltage applied to a stator winding, a motor current, and a device constant of a brushless DC motor to calculate a rotational position of a rotor. And a unique effect that maximum efficiency control can be achieved.

【0218】請求項15の発明は、電圧型インバータが
発生する高調波電流から求められたインダクタンスおよ
び回転子の突極性から回転子の回転位置を算出する場合
に適用することができ、最大効率制御を達成することが
できるという特有の効果を奏する。
The invention according to claim 15 can be applied to a case where the rotational position of the rotor is calculated from the inductance obtained from the harmonic current generated by the voltage type inverter and the saliency of the rotor, and the maximum efficiency control is performed. Can be achieved.

【0219】請求項16の発明は、モータの構造に左右
されることなく適用範囲を拡大することができ、しか
も、回転子の回転位置を常に正確に推定してブラシレス
DCモータを安定に制御することができるという特有の
効果を奏する。
According to the sixteenth aspect, the applicable range can be expanded without being affected by the structure of the motor, and the rotational position of the rotor is always accurately estimated to stably control the brushless DC motor. It has a unique effect that it can be performed.

【0220】請求項17の発明は、位置推定不能による
脱調を避けることができるほか、請求項16と同様の効
果を奏する。
According to the seventeenth aspect of the present invention, the step-out due to the inability to estimate the position can be avoided, and the same effect as that of the sixteenth aspect can be obtained.

【0221】請求項18の発明は、請求項17と同様の
効果を奏する。
The eighteenth invention has the same effect as the seventeenth invention.

【0222】請求項19の発明は、請求項17と同様の
効果を奏する。
The nineteenth invention has the same effect as the seventeenth invention.

【0223】請求項20の発明は、モータの構造に左右
されることなく適用範囲を拡大することができ、しか
も、回転子の回転位置を常に正確に推定してブラシレス
DCモータを安定に制御することができるという特有の
効果を奏する。
According to the twentieth aspect, the applicable range can be expanded without being affected by the structure of the motor, and the rotational position of the rotor is always accurately estimated to stably control the brushless DC motor. It has a unique effect that it can be performed.

【0224】請求項21の発明は、請求項16から請求
項20の何れかの効果に加え、電流、角速度の変動が小
さい用途に好適に適用することができるという特有の効
果を奏する。
[0224] The invention of claim 21 has a specific effect that it can be suitably applied to applications in which fluctuations in current and angular velocity are small, in addition to the effects of any of claims 16 to 20.

【0225】請求項22の発明は、回転子の回転位置を
常に正確に推定してブラシレスDCモータを安定に制御
することができるという特有の効果を奏する。
[0225] The invention of claim 22 has a unique effect that the brushless DC motor can be stably controlled by always accurately estimating the rotational position of the rotor.

【0226】請求項23の発明は、請求項22と同様の
効果を奏する。
The twenty-third aspect has the same effect as the twenty-second aspect.

【0227】請求項24の発明は、請求項16から請求
項20の何れかの効果に加え、電流や角速度変化に拘わ
らず正確に回転子の回転位置の推定を行うことができる
という特有の効果を奏する。
According to the twenty-fourth aspect of the present invention, in addition to the effect of any one of the sixteenth to twentieth aspects, a unique effect that the rotational position of the rotor can be accurately estimated irrespective of a change in current or angular velocity. To play.

【0228】請求項25の発明は、請求項16から請求
項24の何れかの効果に加え、正確に回転子の回転位置
の推定を行うことができるという特有の効果を奏する。
According to the twenty-fifth aspect of the invention, in addition to the effect of any one of the sixteenth to twenty-fourth aspects, a special effect is obtained in that the rotational position of the rotor can be accurately estimated.

【0229】請求項26の発明は、請求項16から請求
項25の何れかの効果に加え、ブラシレスDCモータの
運転範囲を高速側に拡大することができるという特有の
効果を奏する。
[0229] The invention of claim 26 has the specific effect that the operating range of the brushless DC motor can be expanded to the high speed side in addition to the effect of any of claims 16 to 25.

【0230】請求項27の発明は、請求項16から請求
項26の何れかの効果に加え、負荷変動が大きく、かつ
高速動作させる必要がある圧縮機を安定に駆動すること
ができるという特有の効果を奏する。
According to the twenty-seventh aspect, in addition to the effects of any one of the sixteenth to the twenty-sixth aspects, the compressor having a large load variation and capable of operating at a high speed can be driven stably. It works.

【0231】請求項28の発明は、モータの構造に左右
されることなく適用範囲を拡大することができ、しか
も、回転子の回転位置を常に正確に推定してブラシレス
DCモータを安定に制御することができるという特有の
効果を奏する。
According to the twenty-eighth aspect of the present invention, the applicable range can be expanded without being affected by the structure of the motor, and the rotational position of the rotor is always accurately estimated to stably control the brushless DC motor. It has a unique effect that it can be performed.

【0232】請求項29の発明は、位置推定不能による
脱調を避けることができるほか、請求項28と同様の効
果を奏する。
According to the twenty-ninth aspect of the present invention, step-out due to the inability to estimate the position can be avoided, and the same effect as that of the twenty-eighth aspect can be obtained.

【0233】請求項30の発明は、請求項29と同様の
効果を奏する。
The invention of claim 30 has the same effect as claim 29.

【0234】請求項31の発明は、請求項29と同様の
効果を奏する。
The invention of claim 31 has the same effect as claim 29.

【0235】請求項32の発明は、モータの構造に左右
されることなく適用範囲を拡大することができ、しか
も、回転子の回転位置を常に正確に推定してブラシレス
DCモータを安定に制御することができるという特有の
効果を奏する。
According to the thirty-second aspect, the applicable range can be expanded without being affected by the structure of the motor, and the rotational position of the rotor is always accurately estimated to stably control the brushless DC motor. It has a unique effect that it can be performed.

【0236】請求項33の発明は、請求項28から請求
項32の何れかの効果に加え、電流、角速度の変動が小
さい用途に好適に適用することができるという特有の効
果を奏する。
[0236] The invention of claim 33 has a unique effect that it can be suitably applied to applications in which fluctuations in current and angular velocity are small, in addition to the effects of any of claims 28 to 32.

【0237】請求項34の発明は、回転子の回転位置を
常に正確に推定してブラシレスDCモータを安定に制御
することができるという特有の効果を奏する。
The invention of claim 34 has a unique effect that the brushless DC motor can be stably controlled by always accurately estimating the rotational position of the rotor.

【0238】請求項35の発明は、請求項34と同様の
効果を奏する。
The thirty-fifth aspect has the same effect as the thirty-fourth aspect.

【0239】請求項36の発明は、請求項28から請求
項32の何れかの効果に加え、電流や角速度変化に拘わ
らず正確に回転子の回転位置の推定を行うことができる
という特有の効果を奏する。
[0239] The invention of claim 36 is characterized in that, in addition to the effect of any one of claims 28 to 32, the rotational position of the rotor can be accurately estimated irrespective of a change in current or angular velocity. To play.

【0240】請求項37の発明は、請求項28から請求
項36の何れかの効果に加え、正確に回転子の回転位置
の推定を行うことができるという特有の効果を奏する。
The thirty-seventh aspect of the invention has a unique effect that the rotational position of the rotor can be accurately estimated in addition to the effects of the twenty-eighth to thirty-sixth aspects.

【0241】請求項38の発明は、請求項28から請求
項37の何れかの効果に加え、ブラシレスDCモータの
運転範囲を高速側に拡大することができるという特有の
効果を奏する。
The invention of claim 38 has a specific effect that the operating range of the brushless DC motor can be extended to the high speed side in addition to the effect of any of claims 28 to 37.

【0242】請求項39の発明は、請求項28から請求
項38の何れかの効果に加え、負荷変動が大きく、かつ
高速動作させる必要がある圧縮機を安定に駆動すること
ができるという特有の効果を奏する。
The thirty-ninth aspect of the present invention has a feature that, in addition to the effects of any one of the twenty-eighth to thirty-eighth aspects, a compressor having a large load fluctuation and requiring high-speed operation can be driven stably. It works.

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

【図1】この発明のブラシレスDCモータ制御装置の一
実施態様を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a brushless DC motor control device of the present invention.

【図2】この発明のブラシレスDCモータ制御装置の他
の実施態様を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【図3】埋込磁石モータの電流位相特性の一例を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a current phase characteristic of an interior magnet motor.

【図4】埋込磁石モータの回転数毎の最大効率電流位相
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a maximum efficiency current phase for each rotation speed of an embedded magnet motor.

【図5】この発明のブラシレスDCモータ制御装置のさ
らに他の実施態様を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【図6】この発明のブラシレスDCモータ制御装置のさ
らに他の実施態様を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【図7】電流位相を一定に保持した場合における効率の
変化を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in efficiency when a current phase is kept constant.

【図8】回転座標モデルに基づく位置検出部を示すブロ
ック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a position detection unit based on a rotation coordinate model.

【図9】図8を線形近似したブロック図である。FIG. 9 is a block diagram obtained by linearly approximating FIG. 8;

【図10】固定座標モデルに基づく位置検出部を含むモ
ータ制御装置を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a motor control device including a position detection unit based on a fixed coordinate model.

【図11】d軸を基準とした電流位相と2相変換後の電
流値Iに対するΨ=(L−L)i+φのグラフ
である。
11 is a graph of Ψ with respect to the current phase based on the d-axis current value I a after 2 phase conversion = (L d -L q) i d + φ.

【図12】この発明のブラシレスDCモータ制御装置の
さらに他の実施態様を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【図13】この発明のブラシレスDCモータ制御装置の
さらに他の実施態様を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【図14】この発明のブラシレスDCモータ制御装置の
さらに他の実施態様を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【図15】この発明のブラシレスDCモータ制御装置の
さらに他の実施態様を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【図16】この発明のブラシレスDCモータ制御装置の
さらに他の実施態様を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing still another embodiment of the brushless DC motor control device of the present invention.

【図17】位置・速度検出部の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a position / speed detection unit.

【図18】閉ループ極の実部最大値−電流位相特性を示
す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a real part maximum value-current phase characteristic of a closed loop pole.

【図19】最大効率電流位相−トルク特性を示す図であ
る。
FIG. 19 is a diagram showing a maximum efficiency current phase-torque characteristic.

【図20】電流位相−トルクに対するモータ端子電圧を
示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing motor terminal voltage with respect to current phase-torque.

【図21】最大トルク電流位相を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a maximum torque current phase.

【図22】1シリンダロータリー圧縮機のトルクパター
ンを示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a torque pattern of a one-cylinder rotary compressor.

【符号の説明】 1、11、24、41、61 インバータ 2、12、25、42、62 ブラシレスDCモータ 3、13 回転子回転位置検出部 4 速度制御部 14 駆動波形生成部 29、29’ Ψ≒0検出部 29’’ Ψ>0テーブル[Description of Signs] 1, 11, 24, 41, 61 Inverter 2, 12, 25, 42, 62 Brushless DC motor 3, 13 Rotor rotation position detection unit 4 Speed control unit 14 Drive waveform generation unit 29, 29 ' ≒ 0 detection unit 29 '' Ψ> 0 table

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小坂 学 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の2 株式会社ダイキン空調技術研究所内 (72)発明者 喜多 正信 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の2 株式会社ダイキン空調技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Manabu Manabu 1000 Oya, Okamoto-cho, Kusatsu-shi, Shiga 2 Inside Daikin Air Conditioning Technology Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Masanobu Kita 1000-Oya, Okamoto-cho, Kusatsu-shi, Shiga Of Daikin Air Conditioning Technology Laboratory Co., Ltd.

Claims (39)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転子の内部に永久磁石を装着してなる
ブラシレスDCモータ(2)(12)を回転位置センサ
を用いることなく回転子の回転位置を検出して制御する
ブラシレスDCモータ制御方法であって、 最大効率制御を達成すべく電流位相を制御して電流位相
を目標電流位相にすることを特徴とするブラシレスDC
モータ制御方法。
1. A brushless DC motor control method for controlling a brushless DC motor (2) (12) having a permanent magnet mounted inside the rotor by detecting the rotational position of the rotor without using a rotational position sensor. Wherein a current phase is controlled to achieve a maximum efficiency control and the current phase is set to a target current phase.
Motor control method.
【請求項2】 前記目標電流位相は、ブラシレスDCモ
ータ(2)(12)の各運転状態毎に予め測定により得
られた、最大効率を実現できる電流位相である請求項1
に記載のブラシレスDCモータ制御方法。
2. The target current phase is a current phase capable of realizing the maximum efficiency, which is obtained by measurement in advance for each operation state of the brushless DC motor (2) (12).
3. The brushless DC motor control method according to 1.
【請求項3】 前記目標電流位相は、ブラシレスDCモ
ータ(2)(12)の各運転状態毎に予め測定により得
られた、最大効率を実現できる電流位相を近似する式に
基づいて算出されるものである請求項1に記載のブラシ
レスDCモータ制御方法。
3. The target current phase is calculated based on an expression that approximates a current phase that can achieve the maximum efficiency, which is obtained by measurement in advance for each operating state of the brushless DC motor (2) (12). The method for controlling a brushless DC motor according to claim 1.
【請求項4】 前記目標電流位相は、ブラシレスDCモ
ータ(2)(12)の運転状態によらず、所望の一定値
である請求項1に記載のブラシレスDCモータ制御方
法。
4. The brushless DC motor control method according to claim 1, wherein the target current phase is a desired constant value irrespective of an operation state of the brushless DC motor.
【請求項5】 ブラシレスDCモータ(2)(12)の
固定子の中性点の電圧と、固定子巻線の端子電圧の平均
値とに基づいて回転子の回転位置を検出し、検出された
位置信号をブラシレスDCモータ(2)(12)の運転
条件に基づいて補正し、補正された位置信号を基準とし
て電流位相を制御する請求項1から請求項4の何れかに
記載のブラシレスDCモータ制御方法。
5. A rotation position of a rotor is detected based on a voltage at a neutral point of a stator of the brushless DC motors (2) and (12) and an average value of terminal voltages of stator windings. The brushless DC according to any one of claims 1 to 4, wherein the corrected position signal is corrected based on operating conditions of the brushless DC motors (2) and (12), and the current phase is controlled based on the corrected position signal. Motor control method.
【請求項6】 固定子巻線の印加電圧、モータ電流、お
よびブラシレスDCモータ(2)(12)の機器定数を
用いて所定の演算を行って回転子の回転位置を算出し、
算出された回転位置に基づいて電流位相を制御する請求
項1から請求項4の何れかに記載のブラシレスDCモー
タ制御方法。
6. A predetermined operation is performed using a voltage applied to a stator winding, a motor current, and device constants of the brushless DC motors (2) and (12) to calculate a rotational position of the rotor.
5. The brushless DC motor control method according to claim 1, wherein a current phase is controlled based on the calculated rotational position.
【請求項7】 電圧型インバータ(1)(11)が発生
する高調波電流から求められたインダクタンスおよび回
転子の突極性から回転子の回転位置を算出し、算出され
た回転位置に基づいて電流位相を制御する請求項1から
請求項4の何れかに記載のブラシレスDCモータ制御方
法。
7. A rotation position of the rotor is calculated from an inductance obtained from a harmonic current generated by the voltage type inverters (1) and (11) and a saliency of the rotor, and a current is calculated based on the calculated rotation position. 5. The brushless DC motor control method according to claim 1, wherein the phase is controlled.
【請求項8】 回転子の内部に永久磁石を装着してなる
ブラシレスDCモータ(2)(12)を回転位置センサ
を用いることなく回転子の回転位置を検出して制御する
ブラシレスDCモータ制御装置であって、 最大効率制御を達成すべく電流位相を制御して電流位相
を目標電流位相にする電流位相制御手段(4)(14)
を含むことを特徴とするブラシレスDCモータ制御装
置。
8. A brushless DC motor control device for controlling a brushless DC motor (2) (12) having a permanent magnet mounted inside the rotor by detecting the rotational position of the rotor without using a rotational position sensor. Current phase control means for controlling the current phase to achieve the maximum efficiency control and setting the current phase to the target current phase (4) (14)
A brushless DC motor control device comprising:
【請求項9】 前記電流位相制御手段(4)(14)
は、目標電流位相として、ブラシレスDCモータ(2)
(12)の各運転状態毎に予め測定により得られた、最
大効率を実現できる電流位相を採用するものである請求
項8に記載のブラシレスDCモータ制御装置。
9. The current phase control means (4) (14).
Is the brushless DC motor (2) as the target current phase
The brushless DC motor control device according to claim 8, wherein a current phase capable of realizing the maximum efficiency, which is obtained by measurement in advance for each operation state of (12), is adopted.
【請求項10】 前記電流位相制御手段(4)(14)
は、ブラシレスDCモータ(2)(12)の各運転状態
毎に予め測定により得られた、最大効率を実現できる目
標電流位相をマップとして格納したものである請求項9
に記載のブラシレスDCモータ制御装置。
10. The current phase control means (4) (14).
Wherein a target current phase capable of realizing the maximum efficiency, which is obtained by measurement in advance for each operating state of the brushless DC motor (2) (12), is stored as a map.
3. The brushless DC motor control device according to 1.
【請求項11】 前記電流位相制御手段(4)(14)
は、目標電流位相として、ブラシレスDCモータ(2)
(12)の各運転状態毎に予め測定により得られた、最
大効率を実現できる電流位相を近似する式に基づいて算
出されるものを採用するものである請求項8に記載のブ
ラシレスDCモータ制御装置。
11. The current phase control means (4) (14).
Is the brushless DC motor (2) as the target current phase
9. The brushless DC motor control according to claim 8, wherein a value calculated based on an expression approximating a current phase capable of realizing the maximum efficiency, which is obtained by measurement in advance for each operation state of (12), is adopted. apparatus.
【請求項12】 前記電流位相制御手段(14)は、目
標電流位相として、ブラシレスDCモータ(12)の運
転状態によらず、所望の一定値を採用するものである請
求項8に記載のブラシレスDCモータ制御装置。
12. The brushless apparatus according to claim 8, wherein said current phase control means (14) adopts a desired constant value as the target current phase irrespective of the operation state of the brushless DC motor (12). DC motor control device.
【請求項13】 ブラシレスDCモータ(2)(12)
の固定子の中性点の電圧と、固定子巻線の端子電圧の平
均値とに基づいて回転子の回転位置を検出する回転位置
検出手段(3)(13)と、検出された位置信号をブラ
シレスDCモータの運転条件に基づいて補正する補正手
段(3)(13)とをさらに含み、前記電流位相制御手
段(4)(14)は、補正された位置信号を基準として
電流位相を制御するものである請求項8から請求項12
の何れかに記載のブラシレスDCモータ制御装置。
13. A brushless DC motor (2) (12).
Rotational position detecting means (3) and (13) for detecting the rotational position of the rotor based on the voltage at the neutral point of the stator and the average value of the terminal voltages of the stator windings; (3) and (13) for correcting the current phase based on the operating conditions of the brushless DC motor, wherein the current phase control means (4) and (14) control the current phase based on the corrected position signal. Claims 8 to 12
The brushless DC motor control device according to any one of the above.
【請求項14】 固定子巻線の印加電圧、モータ電流、
およびブラシレスDCモータ(2)(12)の機器定数
を用いて所定の演算を行って回転子の回転位置を算出す
る回転位置算出手段(3)(13)をさらに含み、前記
電流位相制御手段(4)(14)は、算出された回転位
置に基づいて電流位相を制御するものである請求項8か
ら請求項12の何れかに記載のブラシレスDCモータ制
御装置。
14. An applied voltage of a stator winding, a motor current,
And rotational position calculating means (3) and (13) for performing a predetermined operation using the device constants of the brushless DC motors (2) and (12) to calculate the rotational position of the rotor. 4) The brushless DC motor control device according to claim 8, wherein (14) controls the current phase based on the calculated rotational position.
【請求項15】 電圧型インバータ(1)(11)が発
生する高調波電流から求められたインダクタンスおよび
回転子の突極性から回転子回転位置を算出する回転位置
算出手段(3)(13)をさらに含み、前記電流位相制
御手段(4)(14)は、算出された回転位置に基づい
て電流位相を制御するものである請求項8から請求項1
2の何れかに記載のブラシレスDCモータ制御装置。
15. A rotation position calculating means (3) (13) for calculating a rotor rotation position from an inductance obtained from a harmonic current generated by the voltage type inverters (1) and (11) and a saliency of the rotor. The apparatus according to claim 8, further comprising a current phase control unit configured to control the current phase based on the calculated rotational position.
3. The brushless DC motor control device according to any one of 2.
【請求項16】 モータ電圧、モータ電流、およびブラ
シレスDCモータ(25)(42)(62)の機器定数
を用いて磁束情報から回転子の回転位置を推定し、この
推定結果を用いてインバータ(24)(41)(61)
を制御し、突極性を持つブラシレスDCモータ(25)
(42)(62)を制御する方法であって、 磁束に基づいてべくインバータ(24)(41)(6
1)を制御することを特徴とするブラシレスDCモータ
制御方法。
16. A rotational position of a rotor is estimated from magnetic flux information using a motor voltage, a motor current, and device constants of the brushless DC motors (25), (42), (62), and an inverter ( 24) (41) (61)
Brushless DC motor with saliency control (25)
(42) A method for controlling (62), wherein the inverters (24), (41), (6) are controlled based on the magnetic flux.
A brushless DC motor control method characterized by controlling 1).
【請求項17】 磁束がほぼ0になる領域を避けるべく
インバータ(24)(41)(61)を制御する請求項
16に記載のブラシレスDCモータ制御方法。
17. The brushless DC motor control method according to claim 16, wherein the inverters (24), (41), and (61) are controlled to avoid a region where the magnetic flux is substantially zero.
【請求項18】 磁束がほぼ0であることを検出し、磁
束がほぼ0であることを検出したことに応答して進相制
御を行って磁束がほぼ0になる領域を避ける請求項17
に記載のブラシレスDCモータ制御方法。
18. The apparatus according to claim 17, wherein the magnetic flux is detected to be substantially zero, and a phase advance control is performed in response to the detection that the magnetic flux is substantially zero to avoid a region where the magnetic flux becomes substantially zero.
3. The brushless DC motor control method according to 1.
【請求項19】 磁束がほぼ0であることを検出し、磁
束がほぼ0であることを検出したことに応答して電流垂
下制御を行って磁束がほぼ0になる領域を避ける請求項
17に記載のブラシレスDCモータ制御方法。
19. The method according to claim 17, wherein the magnetic flux is detected to be substantially zero, and current droop control is performed in response to the detection that the magnetic flux is substantially zero to avoid a region where the magnetic flux becomes substantially zero. The method for controlling a brushless DC motor according to the above description.
【請求項20】 モータ電圧、モータ電流、およびブラ
シレスDCモータ(25)(42)(62)の機器定数
を用いて回転子の回転位置を推定し、この推定結果を用
いてインバータ(24)(41)(61)を制御し、ブ
ラシレスDCモータ(25)(42)(62)を制御す
る方法であって、 目標とする電流位相になるように電流位相を制御するこ
とを特徴とするブラシレスDCモータ制御方法。
20. A rotational position of a rotor is estimated using a motor voltage, a motor current, and a device constant of a brushless DC motor (25) (42) (62), and an inverter (24) ( 41) A method for controlling a brushless DC motor (25), (42), (62) by controlling (61), wherein the current phase is controlled so as to become a target current phase. Motor control method.
【請求項21】 回転座標モータモデルを用いて回転子
の回転位置の推定を行う請求項16から請求項20の何
れかに記載のブラシレスDCモータ制御方法。
21. The brushless DC motor control method according to claim 16, wherein the rotation position of the rotor is estimated using a rotation coordinate motor model.
【請求項22】 モータ電圧、モータ電流、およびブラ
シレスDCモータ(25)(42)(62)の機器定数
を用いて回転子の回転位置を推定し、この推定結果を用
いてインバータ(24)(41)(61)を制御し、ブ
ラシレスDCモータ(25)(42)(62)を制御す
る方法であって、 回転位置推定に関する一巡伝達関数のゲインを、目標位
相、トルク範囲で安定条件を満たす値に設定することを
特徴とするブラシレスDCモータ制御方法。
22. The rotational position of the rotor is estimated using the motor voltage, the motor current, and the device constants of the brushless DC motors (25), (42), (62), and the inverter (24) ( 41) A method of controlling (61) and controlling a brushless DC motor (25) (42) (62), wherein a gain of a loop transfer function relating to rotation position estimation is satisfied in a target phase and a torque range to satisfy a stability condition. A brushless DC motor control method characterized by setting to a value.
【請求項23】 伝達関数Gが数1で表され、G/(1
+G)の分母多項式のsの実根が全て負になるように伝
達関数GのゲインKθとF(s)を設定する請求項22
に記載のブラシレスDCモータ制御方法。 【数1】
23. A transfer function G is represented by Equation 1, and G / (1
23. The gains K θ and F (s) of the transfer function G are set such that all real roots of s of the denominator polynomial of (+ G) become negative.
3. The brushless DC motor control method according to 1. (Equation 1)
【請求項24】 固定座標モータモデルを用いて回転子
の回転位置の推定を行う請求項16から請求項20の何
れかに記載のブラシレスDCモータ制御方法。
24. The brushless DC motor control method according to claim 16, wherein the rotation position of the rotor is estimated using a fixed coordinate motor model.
【請求項25】 運転開始前にモータ機器定数を同定す
る請求項16から請求項24の何れかに記載のブラシレ
スDCモータ制御方法。
25. The brushless DC motor control method according to claim 16, wherein a motor device constant is identified before starting operation.
【請求項26】 目標電流位相を、モータの最高効率位
相または最大トルク位相以上に進める請求項16から請
求項25の何れかに記載のブラシレスDCモータ制御方
法。
26. The brushless DC motor control method according to claim 16, wherein the target current phase is advanced to be equal to or more than the maximum efficiency phase or the maximum torque phase of the motor.
【請求項27】 ブラシレスDCモータ(25)(4
2)(62)は圧縮機を駆動するものである請求項16
から請求項26の何れかに記載のブラシレスDCモータ
制御方法。
27. A brushless DC motor (25) (4)
2) (62) for driving the compressor.
27. The brushless DC motor control method according to claim 26.
【請求項28】 モータ電圧、モータ電流、およびブラ
シレスDCモータ(25)(42)(62)の機器定数
を用いて磁束情報から回転子の回転位置を推定し、この
推定結果を用いてインバータ(24)(41)(61)
を制御し、突極性を持つブラシレスDCモータ(25)
(42)(62)を制御する装置であって、 磁束に基づいてインバータ(24)(41)(61)を
制御するインバータ制御手段(29)(29’)(2
9’’)を含むことを特徴とするブラシレスDCモータ
制御装置。
28. A rotational position of a rotor is estimated from magnetic flux information using a motor voltage, a motor current, and device constants of a brushless DC motor (25), (42), (62), and an inverter ( 24) (41) (61)
Brushless DC motor with saliency control (25)
(42) An apparatus for controlling (62), which controls inverters (24), (41), and (61) based on magnetic flux.
9 ″). A brushless DC motor control device, comprising:
【請求項29】 インバータ制御手段(29)(2
9’)(29’’)は、磁束がほぼ0になる領域を避け
るべくインバータ(24)(41)(61)を制御する
ものである請求項28に記載のブラシレスDCモータ制
御装置。
29. Inverter control means (29) (2)
29. The brushless DC motor control device according to claim 28, wherein 9 ') and 29' control the inverters 24, 41, and 61 to avoid a region where the magnetic flux is substantially zero.
【請求項30】 前記インバータ制御手段(29)は、
磁束がほぼ0であることを検出し、磁束がほぼ0である
ことを検出したことに応答して進相制御を行って磁束が
ほぼ0になる領域を避けるものである請求項29に記載
のブラシレスDCモータ制御装置。
30. The inverter control means (29),
30. The method according to claim 29, further comprising: detecting that the magnetic flux is substantially zero; and performing phase advance control in response to detecting that the magnetic flux is substantially zero to avoid a region where the magnetic flux is substantially zero. Brushless DC motor controller.
【請求項31】 前記インバータ制御手段(29’)
は、磁束がほぼ0であることを検出し、磁束がほぼ0で
あることを検出したことに応答して電流垂下制御を行っ
て磁束がほぼ0になる領域を避けるものである請求項2
9に記載のブラシレスDCモータ制御装置。
31. The inverter control means (29 ')
And detecting the magnetic flux is substantially zero, and performing current droop control in response to detecting that the magnetic flux is substantially zero to avoid a region where the magnetic flux is substantially zero.
10. The brushless DC motor control device according to 9.
【請求項32】 モータ電圧、モータ電流、およびブラ
シレスDCモータ(25)(42)(62)の機器定数
を用いて回転子の回転位置を推定し、この推定結果を用
いてインバータ(24)(41)(61)を制御し、ブ
ラシレスDCモータ(25)(42)(62)を制御す
る装置であって、 目標とする電流位相になるように電流位相を制御するイ
ンバータ制御手段を含むことを特徴とするブラシレスD
Cモータ制御装置。
32. A rotational position of a rotor is estimated using a motor voltage, a motor current, and a device constant of a brushless DC motor (25) (42) (62), and an inverter (24) ( 41) A device for controlling (61) and controlling the brushless DC motors (25), (42) and (62), including an inverter control means for controlling a current phase so as to be a target current phase. Characteristic brushless D
C motor control device.
【請求項33】 前記インバータ制御手段は、回転座標
モータモデルを用いて回転子の回転位置の推定を行うも
のである請求項28から請求項32の何れかに記載のブ
ラシレスDCモータ制御装置。
33. The brushless DC motor control device according to claim 28, wherein said inverter control means estimates a rotational position of the rotor using a rotational coordinate motor model.
【請求項34】 モータ電圧、モータ電流、およびブラ
シレスDCモータ(25)(42)(62)の機器定数
を用いて回転子の回転位置を推定し、この推定結果を用
いてインバータ(24)(41)(61)を制御し、ブ
ラシレスDCモータ(25)(42)(62)を制御す
る装置であって、 伝達関数を用いて回転位置推定を行うとともに、回転位
置推定に関する一巡伝達関数のゲインを、目標位相、ト
ルク範囲で安定条件を満たす値に設定するインバータ制
御手段を含むことを特徴とするブラシレスDCモータ制
御装置。
34. A rotational position of a rotor is estimated using a motor voltage, a motor current, and a device constant of a brushless DC motor (25) (42) (62), and an inverter (24) ( 41) A device for controlling (61) and controlling a brushless DC motor (25), (42), (62), wherein a rotational position is estimated using a transfer function, and a gain of a loop transfer function relating to the rotational position estimation. A brushless DC motor control device including an inverter control means for setting a value satisfying a stability condition in a target phase and a torque range.
【請求項35】 前記インバータ制御手段は、数1で表
される伝達関数Gを採用し、G/(1+G)の分母多項
式のsの実根が全て負になるように伝達関数Gのゲイン
θとF(s)を設定するものである請求項34に記載
のブラシレスDCモータ制御装置。
35. The inverter control means adopts a transfer function G expressed by the following equation (1), and a gain K θ of the transfer function G such that all real roots of s of the denominator polynomial of G / (1 + G) become negative. 35. The brushless DC motor control device according to claim 34, wherein the brushless DC motor control device is configured to set the following.
【請求項36】 前記インバータ制御手段は、固定座標
モータモデルを用いて回転子の回転位置の推定を行うも
のである請求項28から請求項32の何れかに記載のブ
ラシレスDCモータ制御装置。
36. The brushless DC motor control device according to claim 28, wherein said inverter control means estimates the rotational position of the rotor using a fixed coordinate motor model.
【請求項37】 前記インバータ制御手段は、運転開始
前にモータ機器定数を同定するものである請求項28か
ら請求項36の何れかに記載のブラシレスDCモータ制
御装置。
37. The brushless DC motor control device according to claim 28, wherein said inverter control means identifies a motor device constant before starting operation.
【請求項38】 前記インバータ制御手段は、目標電流
位相を、モータの最高効率位相または最大トルク位相以
上に進めるものである請求項28から請求項37の何れ
かに記載のブラシレスDCモータ制御装置。
38. The brushless DC motor control device according to claim 28, wherein said inverter control means advances the target current phase to be higher than a maximum efficiency phase or a maximum torque phase of the motor.
【請求項39】 ブラシレスDCモータは圧縮機を駆動
するものである請求項28から請求項38の何れかに記
載のブラシレスDCモータ制御装置。
39. The brushless DC motor control device according to claim 28, wherein the brushless DC motor drives a compressor.
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