JP2002136172A - ブラシレスｄｃモータ制御方法およびその装置 - Google Patents
ブラシレスｄｃモータ制御方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電圧利用率を向上させ、モータ特性の影響を
大幅に低減し、回転位置推定を緻密化して制御性を向上
させ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成する。 【解決手段】 モータモデルが設定されているととも
に、モータ電流および電圧を入力として所定の演算を行
い、回転子の回転速度および回転子の回転位置を推定す
る位置・速度推定部６と、推定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７と、推定された回転
位置を入力として任意の調波成分に対応する波形信号を
発生する波形発生部８と、電流指令と波形信号とを加算
する加算部９と、加算部９による加算結果、モータ電
流、および回転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３に供給する電流制御部
１０とを有している。
大幅に低減し、回転位置推定を緻密化して制御性を向上
させ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成する。 【解決手段】 モータモデルが設定されているととも
に、モータ電流および電圧を入力として所定の演算を行
い、回転子の回転速度および回転子の回転位置を推定す
る位置・速度推定部６と、推定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７と、推定された回転
位置を入力として任意の調波成分に対応する波形信号を
発生する波形発生部８と、電流指令と波形信号とを加算
する加算部９と、加算部９による加算結果、モータ電
流、および回転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３に供給する電流制御部
１０とを有している。
Description
【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、センサを用いることなく回転子の回転位置を推定
し、回転位置推定結果に基づいてブラシレスＤＣモータ
を制御する方法およびその装置に関する。
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、センサを用いることなく回転子の回転位置を推定
し、回転位置推定結果に基づいてブラシレスＤＣモータ
を制御する方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、各種の機器の駆動源としてブ
ラシレスＤＣモータが採用されているが、このブラシレ
スＤＣモータに対しては、電圧利用率の向上（過変調）
による運転範囲拡大と高効率化、制御性向上、低騒音化
が要求されているとともに、回転子の回転位置を検出す
るためのセンサを不要とすることによる信頼性向上とコ
ストダウン、およびセンサレス制御を行う場合にはその
緻密化が要求されている。
ラシレスＤＣモータが採用されているが、このブラシレ
スＤＣモータに対しては、電圧利用率の向上（過変調）
による運転範囲拡大と高効率化、制御性向上、低騒音化
が要求されているとともに、回転子の回転位置を検出す
るためのセンサを不要とすることによる信頼性向上とコ
ストダウン、およびセンサレス制御を行う場合にはその
緻密化が要求されている。
【０００３】そして、このような要求を満足させるため
のブラシレスＤＣモータ制御方法として、（１）「ＩＰ
Ｍモータのセンサレス制御」、モータ技術シンポジウム
Ｂ−５、１９９９／３に示すように、誘起電圧を外乱と
して考える外乱オブザーバを用いたセンサレスベクトル
制御が提案されている。このセンサレスベクトル制御
は、外乱オブザーバ、および過変調を伴わない電流制御
を用いる制御方法である。
のブラシレスＤＣモータ制御方法として、（１）「ＩＰ
Ｍモータのセンサレス制御」、モータ技術シンポジウム
Ｂ−５、１９９９／３に示すように、誘起電圧を外乱と
して考える外乱オブザーバを用いたセンサレスベクトル
制御が提案されている。このセンサレスベクトル制御
は、外乱オブザーバ、および過変調を伴わない電流制御
を用いる制御方法である。
【０００４】また、（２）ブラシレスＤＣモータの固定
子巻線に通電する期間を１２０°に設定することによっ
てモータの無通電相の誘起電圧を観測し、モータ誘起電
圧から回転子回転位置を検出するとともに、電圧位相制
御を行ってブラシレスＤＣモータを制御する方法も提案
されている。
子巻線に通電する期間を１２０°に設定することによっ
てモータの無通電相の誘起電圧を観測し、モータ誘起電
圧から回転子回転位置を検出するとともに、電圧位相制
御を行ってブラシレスＤＣモータを制御する方法も提案
されている。
【０００５】さらに、（３）制御ブラシレスＤＣモータ
のＹ結線された固定子巻線の中性点の電位を検出し、中
性点電位から回転子回転位置を検出するとともに、電圧
制御もしくは電流制御を行ってブラシレスＤＣモータを
制御する方法も提案されている。
のＹ結線された固定子巻線の中性点の電位を検出し、中
性点電位から回転子回転位置を検出するとともに、電圧
制御もしくは電流制御を行ってブラシレスＤＣモータを
制御する方法も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、（１）の方法
を採用した場合には、電流制御を用いている関係上、電
圧利用率を上げることができないので、モータ巻線を少
なくして誘起電圧を下げることが必要になり、ひいては
効率が低下してしまうという不都合がある。
を採用した場合には、電流制御を用いている関係上、電
圧利用率を上げることができないので、モータ巻線を少
なくして誘起電圧を下げることが必要になり、ひいては
効率が低下してしまうという不都合がある。
【０００７】（２）の方法を採用した場合には、無通電
相における誘起電圧を観測する関係上、通電幅を拡大す
ることができず、電圧利用率を上げることができないと
いう不都合がある。また、電圧位相の制御範囲が小さ
く、ＩＰＭ（埋込磁石構造の回転子を有するブラシレス
ＤＣモータ）を効率よく運転することができないという
不都合もある。さらに、６０°毎の回転位置検出を行う
ことができるだけであるから、制御を緻密化することが
困難であるという不都合もある。
相における誘起電圧を観測する関係上、通電幅を拡大す
ることができず、電圧利用率を上げることができないと
いう不都合がある。また、電圧位相の制御範囲が小さ
く、ＩＰＭ（埋込磁石構造の回転子を有するブラシレス
ＤＣモータ）を効率よく運転することができないという
不都合もある。さらに、６０°毎の回転位置検出を行う
ことができるだけであるから、制御を緻密化することが
困難であるという不都合もある。
【０００８】（３）の方法を採用した場合には、誘起電
圧を観測する場合のような不都合は発生しないが、モー
タ構造、モータ特性により制御性が大きく変化し、運転
することができないモータが存在する可能性があるとい
う不都合がある。また、６０°毎の回転位置検出を行う
ことができるだけであるから、制御を緻密化することが
困難であるという不都合もある。
圧を観測する場合のような不都合は発生しないが、モー
タ構造、モータ特性により制御性が大きく変化し、運転
することができないモータが存在する可能性があるとい
う不都合がある。また、６０°毎の回転位置検出を行う
ことができるだけであるから、制御を緻密化することが
困難であるという不都合もある。
【０００９】
【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、モータ特性の影響を殆ど受けることな
く、電圧利用率の向上、騒音低減、効率向上、制御の緻
密化を達成することができるブラシレスＤＣ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。
たものであり、モータ特性の影響を殆ど受けることな
く、電圧利用率の向上、騒音低減、効率向上、制御の緻
密化を達成することができるブラシレスＤＣ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。
【００１０】
【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、モータ電流、電圧および機器定数
を用いて回転子の回転位置を推定し、回転位置推定結果
に基づいてブラシレスＤＣモータを制御するに当たっ
て、インバータの出力電流または出力電圧の波形を、任
意の調波成分が重畳した波形とする方法である。
Ｃモータ制御方法は、モータ電流、電圧および機器定数
を用いて回転子の回転位置を推定し、回転位置推定結果
に基づいてブラシレスＤＣモータを制御するに当たっ
て、インバータの出力電流または出力電圧の波形を、任
意の調波成分が重畳した波形とする方法である。
【００１１】請求項２のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回転子の
回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づいてブラシ
レスＤＣモータを制御するに当たって、回転位置推定結
果を用いてブラシレスＤＣモータに重畳すべき電圧を決
定する方法である。
は、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回転子の
回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づいてブラシ
レスＤＣモータを制御するに当たって、回転位置推定結
果を用いてブラシレスＤＣモータに重畳すべき電圧を決
定する方法である。
【００１２】請求項３のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、インバータの出力電圧が限界電圧に達した場合に、
出力電圧の基本波成分を増加させるべく出力電圧波形を
矩形波に近づけるようにインバータを制御する方法であ
る。
は、インバータの出力電圧が限界電圧に達した場合に、
出力電圧の基本波成分を増加させるべく出力電圧波形を
矩形波に近づけるようにインバータを制御する方法であ
る。
【００１３】請求項４のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、インバータの出力電圧が限界電圧に達した場合に、
出力電圧指令の増加に対する出力電圧波形に含まれる基
本波成分の増加割合を一定にすべくインバータ制御のた
めのゲインを制御する方法である。
は、インバータの出力電圧が限界電圧に達した場合に、
出力電圧指令の増加に対する出力電圧波形に含まれる基
本波成分の増加割合を一定にすべくインバータ制御のた
めのゲインを制御する方法である。
【００１４】請求項５のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、モータ逆モデルに基づく演算およびフィルタ演算に
よって回転位置の推定を行う方法である。
は、モータ逆モデルに基づく演算およびフィルタ演算に
よって回転位置の推定を行う方法である。
【００１５】請求項６のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、モータ逆モデルとして回転座標モデルを採用する方
法である。
は、モータ逆モデルとして回転座標モデルを採用する方
法である。
【００１６】請求項７のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、モータ逆モデルとして固定座標モデルを採用する方
法である。
は、モータ逆モデルとして固定座標モデルを採用する方
法である。
【００１７】請求項８のブラシレスＤＣモータ制御方法
は、ブラシレスＤＣモータとして圧縮機駆動用ブラシレ
スＤＣモータを採用する方法である。
は、ブラシレスＤＣモータとして圧縮機駆動用ブラシレ
スＤＣモータを採用する方法である。
【００１８】請求項９のブラシレスＤＣモータ制御装置
は、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回転位置
推定手段によって回転子の回転位置を推定し、回転位置
推定結果に基づいてブラシレスＤＣモータを制御するも
のであって、インバータの出力電流または出力電圧の波
形を、任意の調波成分が重畳した波形とする波形設定手
段を含むものである。
は、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回転位置
推定手段によって回転子の回転位置を推定し、回転位置
推定結果に基づいてブラシレスＤＣモータを制御するも
のであって、インバータの出力電流または出力電圧の波
形を、任意の調波成分が重畳した波形とする波形設定手
段を含むものである。
【００１９】請求項１０のブラシレスＤＣモータ制御装
置は、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回転子
の回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づいてブラ
シレスＤＣモータを制御するものであって、回転位置推
定結果を用いてブラシレスＤＣモータに重畳すべき電圧
を決定する印加電圧決定手段を含むものである。
置は、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回転子
の回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づいてブラ
シレスＤＣモータを制御するものであって、回転位置推
定結果を用いてブラシレスＤＣモータに重畳すべき電圧
を決定する印加電圧決定手段を含むものである。
【００２０】請求項１１のブラシレスＤＣモータ制御装
置は、インバータの出力電圧が限界電圧に達した場合
に、出力電圧の基本波成分を増加させるべく出力電圧波
形を矩形波に近づけるようにインバータを制御するイン
バータ制御手段をさらに含むものである。
置は、インバータの出力電圧が限界電圧に達した場合
に、出力電圧の基本波成分を増加させるべく出力電圧波
形を矩形波に近づけるようにインバータを制御するイン
バータ制御手段をさらに含むものである。
【００２１】請求項１２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、インバータの出
力電圧が限界電圧に達した場合に、出力電圧指令の増加
に対する出力電圧波形に含まれる基本波成分の増加割合
を一定にすべくインバータ制御のためのゲインを制御す
るものを採用するものである。
置は、前記インバータ制御手段として、インバータの出
力電圧が限界電圧に達した場合に、出力電圧指令の増加
に対する出力電圧波形に含まれる基本波成分の増加割合
を一定にすべくインバータ制御のためのゲインを制御す
るものを採用するものである。
【００２２】請求項１３のブラシレスＤＣモータ制御装
置は、前記回転位置推定手段として、モータ逆モデルに
基づく演算およびフィルタ演算によって回転位置の推定
を行うものを採用するものである。
置は、前記回転位置推定手段として、モータ逆モデルに
基づく演算およびフィルタ演算によって回転位置の推定
を行うものを採用するものである。
【００２３】請求項１４のブラシレスＤＣモータ制御装
置は、モータ逆モデルとして回転座標モデルを採用する
ものである。
置は、モータ逆モデルとして回転座標モデルを採用する
ものである。
【００２４】請求項１５のブラシレスＤＣモータ制御装
置は、モータ逆モデルとして固定座標モデルを採用する
ものである。
置は、モータ逆モデルとして固定座標モデルを採用する
ものである。
【００２５】請求項１６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駆動用ブラシ
レスＤＣモータを採用するものである。
置は、ブラシレスＤＣモータとして圧縮機駆動用ブラシ
レスＤＣモータを採用するものである。
【００２６】
【作用】請求項１のブラシレスＤＣモータ制御方法であ
れば、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回転子
の回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づいてブラ
シレスＤＣモータを制御するに当たって、インバータの
出力電流または出力電圧の波形を、任意の調波成分が重
畳した波形とするのであるから、電圧利用率を向上させ
ることができ、モータ特性の影響を大幅に低減すること
ができ、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させる
ことができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成する
ことができる。
れば、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回転子
の回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づいてブラ
シレスＤＣモータを制御するに当たって、インバータの
出力電流または出力電圧の波形を、任意の調波成分が重
畳した波形とするのであるから、電圧利用率を向上させ
ることができ、モータ特性の影響を大幅に低減すること
ができ、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させる
ことができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成する
ことができる。
【００２７】請求項２のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回
転子の回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づいて
ブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、回転位置
推定結果を用いてブラシレスＤＣモータに重畳すべき電
圧を決定するのであるから、電圧利用率を向上させるこ
とができ、モータ特性の影響を大幅に低減することがで
き、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させること
ができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成すること
ができる。
であれば、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回
転子の回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づいて
ブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、回転位置
推定結果を用いてブラシレスＤＣモータに重畳すべき電
圧を決定するのであるから、電圧利用率を向上させるこ
とができ、モータ特性の影響を大幅に低減することがで
き、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させること
ができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成すること
ができる。
【００２８】請求項３のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、インバータの出力電圧が限界電圧に達した場
合に、出力電圧の基本波成分を増加させるべく出力電圧
波形を矩形波に近づけるようにインバータを制御するの
であるから、請求項１または請求項２の作用に加え、運
転範囲を高速側に拡大することができる。
であれば、インバータの出力電圧が限界電圧に達した場
合に、出力電圧の基本波成分を増加させるべく出力電圧
波形を矩形波に近づけるようにインバータを制御するの
であるから、請求項１または請求項２の作用に加え、運
転範囲を高速側に拡大することができる。
【００２９】請求項４のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、インバータの出力電圧が限界電圧に達した場
合に、出力電圧指令の増加に対する出力電圧波形に含ま
れる基本波成分の増加割合を一定にすべくインバータ制
御のためのゲインを制御するのであるから、請求項３の
作用に加え、制御の不安定化や制御性の劣化を大幅に抑
制することができる。
であれば、インバータの出力電圧が限界電圧に達した場
合に、出力電圧指令の増加に対する出力電圧波形に含ま
れる基本波成分の増加割合を一定にすべくインバータ制
御のためのゲインを制御するのであるから、請求項３の
作用に加え、制御の不安定化や制御性の劣化を大幅に抑
制することができる。
【００３０】請求項５のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、モータ逆モデルに基づく演算およびフィルタ
演算によって回転位置の推定を行うのであるから、請求
項１から請求項４の何れかの作用に加え、回転位置推定
の精度を高めることができる。
であれば、モータ逆モデルに基づく演算およびフィルタ
演算によって回転位置の推定を行うのであるから、請求
項１から請求項４の何れかの作用に加え、回転位置推定
の精度を高めることができる。
【００３１】請求項６のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、モータ逆モデルとして回転座標モデルを採用
するのであるから、請求項５と同様の作用を達成するこ
とができる。
であれば、モータ逆モデルとして回転座標モデルを採用
するのであるから、請求項５と同様の作用を達成するこ
とができる。
【００３２】請求項７のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、モータ逆モデルとして固定座標モデルを採用
するのであるから、請求項５と同様の作用を達成するこ
とができる。
であれば、モータ逆モデルとして固定座標モデルを採用
するのであるから、請求項５と同様の作用を達成するこ
とができる。
【００３３】請求項８のブラシレスＤＣモータ制御方法
であれば、ブラシレスＤＣモータとして圧縮機駆動用ブ
ラシレスＤＣモータを採用するのであるから、請求項１
から請求項７の何れかの作用に加え、低騒音化、高効率
化を達成することができる。
であれば、ブラシレスＤＣモータとして圧縮機駆動用ブ
ラシレスＤＣモータを採用するのであるから、請求項１
から請求項７の何れかの作用に加え、低騒音化、高効率
化を達成することができる。
【００３４】請求項９のブラシレスＤＣモータ制御装置
であれば、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回
転位置推定手段によって回転子の回転位置を推定し、回
転位置推定結果に基づいてブラシレスＤＣモータを制御
するに当たって、波形設定手段によって、インバータの
出力電流または出力電圧の波形を、任意の調波成分が重
畳した波形とすることができる。
であれば、モータ電流、電圧および機器定数を用いて回
転位置推定手段によって回転子の回転位置を推定し、回
転位置推定結果に基づいてブラシレスＤＣモータを制御
するに当たって、波形設定手段によって、インバータの
出力電流または出力電圧の波形を、任意の調波成分が重
畳した波形とすることができる。
【００３５】したがって、電圧利用率を向上させること
ができ、モータ特性の影響を大幅に低減することがで
き、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させること
ができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成すること
ができる。
ができ、モータ特性の影響を大幅に低減することがで
き、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させること
ができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成すること
ができる。
【００３６】請求項１０のブラシレスＤＣモータ制御装
置であれば、モータ電流、電圧および機器定数を用いて
回転子の回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づい
てブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、印加電
圧決定手段によって、回転位置推定結果を用いてブラシ
レスＤＣモータに重畳すべき電圧を決定することができ
る。
置であれば、モータ電流、電圧および機器定数を用いて
回転子の回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づい
てブラシレスＤＣモータを制御するに当たって、印加電
圧決定手段によって、回転位置推定結果を用いてブラシ
レスＤＣモータに重畳すべき電圧を決定することができ
る。
【００３７】したがって、電圧利用率を向上させること
ができ、モータ特性の影響を大幅に低減することがで
き、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させること
ができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成すること
ができる。
ができ、モータ特性の影響を大幅に低減することがで
き、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させること
ができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成すること
ができる。
【００３８】請求項１１のブラシレスＤＣモータ制御装
置であれば、インバータの出力電圧が限界電圧に達した
場合に、出力電圧の基本波成分を増加させるべく出力電
圧波形を矩形波に近づけるようにインバータを制御する
インバータ制御手段をさらに含むのであるから、請求項
９または請求項１０の作用に加え、運転範囲を高速側に
拡大することができる。
置であれば、インバータの出力電圧が限界電圧に達した
場合に、出力電圧の基本波成分を増加させるべく出力電
圧波形を矩形波に近づけるようにインバータを制御する
インバータ制御手段をさらに含むのであるから、請求項
９または請求項１０の作用に加え、運転範囲を高速側に
拡大することができる。
【００３９】請求項１２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、インバー
タの出力電圧が限界電圧に達した場合に、出力電圧指令
の増加に対する出力電圧波形に含まれる基本波成分の増
加割合を一定にすべくインバータ制御のためのゲインを
制御するものを採用するのであるから、請求項１１の作
用に加え、制御の不安定化や制御性の劣化を大幅に抑制
することができる。
置であれば、前記インバータ制御手段として、インバー
タの出力電圧が限界電圧に達した場合に、出力電圧指令
の増加に対する出力電圧波形に含まれる基本波成分の増
加割合を一定にすべくインバータ制御のためのゲインを
制御するものを採用するのであるから、請求項１１の作
用に加え、制御の不安定化や制御性の劣化を大幅に抑制
することができる。
【００４０】請求項１３のブラシレスＤＣモータ制御装
置であれば、前記回転位置推定手段として、モータ逆モ
デルに基づく演算およびフィルタ演算によって回転位置
の推定を行うものを採用するのであるから、請求項９か
ら請求項１２の何れかの作用に加え、回転位置推定の精
度を高めることができる。
置であれば、前記回転位置推定手段として、モータ逆モ
デルに基づく演算およびフィルタ演算によって回転位置
の推定を行うものを採用するのであるから、請求項９か
ら請求項１２の何れかの作用に加え、回転位置推定の精
度を高めることができる。
【００４１】請求項１４のブラシレスＤＣモータ制御装
置であれば、モータ逆モデルとして回転座標モデルを採
用するのであるから、請求項１３と同様の作用を達成す
ることができる。
置であれば、モータ逆モデルとして回転座標モデルを採
用するのであるから、請求項１３と同様の作用を達成す
ることができる。
【００４２】請求項１５のブラシレスＤＣモータ制御装
置であれば、モータ逆モデルとして固定座標モデルを採
用するのであるから、請求項１３と同様の作用を達成す
ることができる。
置であれば、モータ逆モデルとして固定座標モデルを採
用するのであるから、請求項１３と同様の作用を達成す
ることができる。
【００４３】請求項１６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駆動用
ブラシレスＤＣモータを採用するのであるから、請求項
９から請求項１５の何れかの作用に加え、低騒音化、高
効率化を達成することができる。
置であれば、ブラシレスＤＣモータとして圧縮機駆動用
ブラシレスＤＣモータを採用するのであるから、請求項
９から請求項１５の何れかの作用に加え、低騒音化、高
効率化を達成することができる。
【００４４】
【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。
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。
【００４５】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。
御装置の一実施態様を示すブロック図である。
【００４６】このブラシレスＤＣモータ制御装置は、交
流電源１を入力として直流電力を得るコンバータ２と、
この直流電力を入力として交流電力を得てブラシレスＤ
Ｃモータ４に供給するインバータ３と、ブラシレスＤＣ
モータ４に供給されるモータ電流を検出する電流検出部
５ａと、ブラシレスＤＣモータ４の端子における電圧を
検出する電圧検出手段５ｂと、モータモデルが設定され
ているとともに、モータ電流および電圧を入力として所
定の演算を行い、回転子の回転速度（以下、単に速度と
称する）および回転子の回転位置｛以下、ロータ位置
（θ）と称する｝を推定する位置・速度推定部６と、推
定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７と、推定されたロータ位置（＾θ）を入力として
任意の調波成分に対応する波形信号を発生する波形発生
部８と、電流指令と波形信号とを加算する加算部９と、
加算部９による加算結果、モータ電流、およびロータ位
置（＾θ）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３に供給する電流制御部１０とを
有している。
流電源１を入力として直流電力を得るコンバータ２と、
この直流電力を入力として交流電力を得てブラシレスＤ
Ｃモータ４に供給するインバータ３と、ブラシレスＤＣ
モータ４に供給されるモータ電流を検出する電流検出部
５ａと、ブラシレスＤＣモータ４の端子における電圧を
検出する電圧検出手段５ｂと、モータモデルが設定され
ているとともに、モータ電流および電圧を入力として所
定の演算を行い、回転子の回転速度（以下、単に速度と
称する）および回転子の回転位置｛以下、ロータ位置
（θ）と称する｝を推定する位置・速度推定部６と、推
定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７と、推定されたロータ位置（＾θ）を入力として
任意の調波成分に対応する波形信号を発生する波形発生
部８と、電流指令と波形信号とを加算する加算部９と、
加算部９による加算結果、モータ電流、およびロータ位
置（＾θ）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３に供給する電流制御部１０とを
有している。
【００４７】図２は前記位置・速度推定部６の構成の一
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【００４８】この位置・速度推定部６は、ロータ位置
（＾θ）に応じて３相電圧を入力としてγδ変換（数１
参照）を行ってγδ電圧ベクトルを出力する３相→γδ
変換部６１と、ロータ位置（＾θ）に応じて３相電流を
入力としてγδ変換を行ってγδ電流ベクトルを出力す
る３相→γδ変換部６２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６３と、
モータ逆モデル部６３から出力される電圧ベクトルと３
相→γδ変換部６１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６４と、差算出部６４から出力され
る差を入力とするフィルタ６５と、フィルタからの出力
を入力としてロータ位置（θ）の推定を行う位置推定部
６６と、ロータ位置（＾θ）を入力として微分処理を行
って速度を出力する微分部６７とを有している。
（＾θ）に応じて３相電圧を入力としてγδ変換（数１
参照）を行ってγδ電圧ベクトルを出力する３相→γδ
変換部６１と、ロータ位置（＾θ）に応じて３相電流を
入力としてγδ変換を行ってγδ電流ベクトルを出力す
る３相→γδ変換部６２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６３と、
モータ逆モデル部６３から出力される電圧ベクトルと３
相→γδ変換部６１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６４と、差算出部６４から出力され
る差を入力とするフィルタ６５と、フィルタからの出力
を入力としてロータ位置（θ）の推定を行う位置推定部
６６と、ロータ位置（＾θ）を入力として微分処理を行
って速度を出力する微分部６７とを有している。
【００４９】
【数１】
【００５０】この場合には、回転座標モータモデルを用
いてロータ位置（θ）を推定することができる。
いてロータ位置（θ）を推定することができる。
【００５１】なお、この図、および以下の図において、
αβ座標は２相直交固定座標、γδ座標は＾θ回転座
標、θは電気角、＾ωは推定電気角速度、ｖ3は三相電
圧、ｉ3は三相電流、ｖγδはγδ軸電圧、ｉγδはγ
δ軸電流、εγδはγδ軸誘起電圧、α１、β１はフィ
ルタ伝達関数の極、Ｌdはｄ軸インダクタンス、Ｌqはｑ
軸インダクタンス、Ｒは電機子抵抗、φは電機子鎖交磁
束、ｋθはフィードバックゲイン、ｓは微分演算子、｜
｜・｜｜は２乗和の平方根、ｓｉｇｎ（ｘ）はｘが正な
ら＋、負なら−を返す関数、Δはモータモデルと実モー
タとの誤差、￣はセンサ値、＾は推定値をそれぞれ示
し、数２のように与えられる。
αβ座標は２相直交固定座標、γδ座標は＾θ回転座
標、θは電気角、＾ωは推定電気角速度、ｖ3は三相電
圧、ｉ3は三相電流、ｖγδはγδ軸電圧、ｉγδはγ
δ軸電流、εγδはγδ軸誘起電圧、α１、β１はフィ
ルタ伝達関数の極、Ｌdはｄ軸インダクタンス、Ｌqはｑ
軸インダクタンス、Ｒは電機子抵抗、φは電機子鎖交磁
束、ｋθはフィードバックゲイン、ｓは微分演算子、｜
｜・｜｜は２乗和の平方根、ｓｉｇｎ（ｘ）はｘが正な
ら＋、負なら−を返す関数、Δはモータモデルと実モー
タとの誤差、￣はセンサ値、＾は推定値をそれぞれ示
し、数２のように与えられる。
【００５２】
【数２】
【００５３】図３は前記波形発生部８の構成の一例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【００５４】この波形発生部８は、１／Ｎ次調波、・・
・、１／２次調波、０次調波、１次調波、２次調波、・
・・、ｎ次調波の振幅、位相を記憶している１／Ｎ次調
波記憶部、・・・、１／２次調波記憶部、０次調波記憶
部、１次調波記憶部、２次調波記憶部、・・・、ｎ次調
波記憶部を有しているとともに、ロータ位置（θ）がこ
れらの記憶部に供給されることにより各記憶部から読み
出される振幅を加算する加算部を有しており、全ての記
憶部からの読み出し値を加算した結果を波形信号として
出力する。
・、１／２次調波、０次調波、１次調波、２次調波、・
・・、ｎ次調波の振幅、位相を記憶している１／Ｎ次調
波記憶部、・・・、１／２次調波記憶部、０次調波記憶
部、１次調波記憶部、２次調波記憶部、・・・、ｎ次調
波記憶部を有しているとともに、ロータ位置（θ）がこ
れらの記憶部に供給されることにより各記憶部から読み
出される振幅を加算する加算部を有しており、全ての記
憶部からの読み出し値を加算した結果を波形信号として
出力する。
【００５５】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。
置の作用は次のとおりである。
【００５６】モータ電流および電圧を検出して位置・速
度推定部６に供給することによってロータ位置（＾θ）
および速度を推定することができる。
度推定部６に供給することによってロータ位置（＾θ）
および速度を推定することができる。
【００５７】そして、推定された速度を速度制御部７に
供給することにより電流指令を得ることができる。
供給することにより電流指令を得ることができる。
【００５８】また、ロータ位置（＾θ）を波形発生部８
に供給することにより、任意の調波成分を表す波形信号
を発生する。
に供給することにより、任意の調波成分を表す波形信号
を発生する。
【００５９】このようにして得られた電流指令と波形信
号とを加算して電流制御部１０に供給するとともに、モ
ータ電流およびロータ位置（＾θ）をも電流制御部１０
に供給して電圧指令を得てインバータ３を制御し、イン
バータ３からの出力を供給することによりブラシレスＤ
Ｃモータ４を制御する。
号とを加算して電流制御部１０に供給するとともに、モ
ータ電流およびロータ位置（＾θ）をも電流制御部１０
に供給して電圧指令を得てインバータ３を制御し、イン
バータ３からの出力を供給することによりブラシレスＤ
Ｃモータ４を制御する。
【００６０】したがって、電圧利用率を向上させること
ができ、モータ特性の影響を大幅に低減することがで
き、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させること
ができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成すること
ができる。
ができ、モータ特性の影響を大幅に低減することがで
き、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させること
ができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成すること
ができる。
【００６１】なお、この実施態様においては、電圧を直
接検出するようにしているが、インバータ３を駆動する
ためのＰＷＭパターンなどから推定するようにしてもよ
い。
接検出するようにしているが、インバータ３を駆動する
ためのＰＷＭパターンなどから推定するようにしてもよ
い。
【００６２】図４は位置・速度推定部６の構成の他の例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【００６３】この位置・速度推定部６が図２の位置・速
度推定部６と大きく異なる点は、回転座標モータモデル
に代えて固定座標モータモデルを採用した点である。
度推定部６と大きく異なる点は、回転座標モータモデル
に代えて固定座標モータモデルを採用した点である。
【００６４】この位置・速度推定部６は、３相電圧を入
力としてαβ電圧ベクトルを出力する３相→２相変換部
７１と、３相電流を入力としてαβ電流ベクトルを出力
する３相→２相変換部７２と、αβ電流ベクトルを入力
として電圧ベクトルを得て３相→２相変換部７１から出
力される電圧ベクトルとの差を算出し、積分した後に、
αβ電流ベクトルおよびｑ軸インダクタンスＬｑに基づ
く処理結果との差を算出するモータ逆モデル部７３と、
モータ逆モデル部７３からの出力に対してｔａｎ-1処理
を行ってロータ位置（＾θ）を出力するロータ位置算出
部７４と、ロータ位置（＾θ）を入力として微分処理を
行って速度を出力する微分部７５とを有している。
力としてαβ電圧ベクトルを出力する３相→２相変換部
７１と、３相電流を入力としてαβ電流ベクトルを出力
する３相→２相変換部７２と、αβ電流ベクトルを入力
として電圧ベクトルを得て３相→２相変換部７１から出
力される電圧ベクトルとの差を算出し、積分した後に、
αβ電流ベクトルおよびｑ軸インダクタンスＬｑに基づ
く処理結果との差を算出するモータ逆モデル部７３と、
モータ逆モデル部７３からの出力に対してｔａｎ-1処理
を行ってロータ位置（＾θ）を出力するロータ位置算出
部７４と、ロータ位置（＾θ）を入力として微分処理を
行って速度を出力する微分部７５とを有している。
【００６５】この場合にも図２の位置・速度推定部６と
同様にロータ位置（＾θ）および速度を推定することが
できる。
同様にロータ位置（＾θ）および速度を推定することが
できる。
【００６６】図５は波形発生部８の構成の他の例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【００６７】この波形発生部８においては、ロータ位置
（θ）に応じた振幅を記憶する波形メモリを設けている
ので、図３の場合と比較して構成を簡単化することがで
きる。
（θ）に応じた振幅を記憶する波形メモリを設けている
ので、図３の場合と比較して構成を簡単化することがで
きる。
【００６８】ここで、波形メモリに記憶される波形は、
例えば、図６に示すように、ロータ位置（θ）が０〜２
πに範囲に対応する振幅の変化波形である。
例えば、図６に示すように、ロータ位置（θ）が０〜２
πに範囲に対応する振幅の変化波形である。
【００６９】ただし、波形メモリに記憶される波形の長
さは必要とされる調波に応じて設定される。例えば、１
／２次調波が必要な場合には、０〜４πまでの振幅の変
化波形を記憶する。また、メモリ容量を低減するため
に、対称性から推定できる最小長さの波形のみを記憶す
ればよい。例えば、１／２次調波が必要な場合には、０
〜４πまでの振幅の変化波形を記憶する。
さは必要とされる調波に応じて設定される。例えば、１
／２次調波が必要な場合には、０〜４πまでの振幅の変
化波形を記憶する。また、メモリ容量を低減するため
に、対称性から推定できる最小長さの波形のみを記憶す
ればよい。例えば、１／２次調波が必要な場合には、０
〜４πまでの振幅の変化波形を記憶する。
【００７０】図７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。
御装置の他の実施態様を示すブロック図である。
【００７１】このブラシレスＤＣモータ制御装置が図１
のブラシレスＤＣモータ制御装置と異なる点は、速度制
御部７に代えて、推定速度、ロータ位置（＾θ）、およ
び速度指令を入力として速度制御演算を行って電圧指令
を出力する速度制御部７’を採用した点、および電流制
御部１０を省略した点のみである。
のブラシレスＤＣモータ制御装置と異なる点は、速度制
御部７に代えて、推定速度、ロータ位置（＾θ）、およ
び速度指令を入力として速度制御演算を行って電圧指令
を出力する速度制御部７’を採用した点、および電流制
御部１０を省略した点のみである。
【００７２】こ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、モータ電流および電圧を検出して
位置・速度推定部６によってロータ位置（＾θ）および
速度を推定する。
を採用した場合には、モータ電流および電圧を検出して
位置・速度推定部６によってロータ位置（＾θ）および
速度を推定する。
【００７３】そして、推定されたロータ位置（＾θ）、
速度、および速度指令に基づいて電圧指令を算出する。
速度、および速度指令に基づいて電圧指令を算出する。
【００７４】一方、ロータ位置（＾θ）に基づいて波形
信号を発生し、電圧指令と加算して電圧指令を補正し、
インバータ３に供給してインバータ３を制御し、インバ
ータ３からの出力を供給することによりブラシレスＤＣ
モータ４を制御する。
信号を発生し、電圧指令と加算して電圧指令を補正し、
インバータ３に供給してインバータ３を制御し、インバ
ータ３からの出力を供給することによりブラシレスＤＣ
モータ４を制御する。
【００７５】この場合において、電圧波形が正弦波であ
っても、モータの特性や負荷の影響を受けて電流波形は
非正弦波になる。しかし、位置・速度推定部６におい
て、モータ逆モデルおよびフィルタを用いてロータ位置
（＾θ）の推定を行っているので、ロータ位置の推定精
度を高めることができる。
っても、モータの特性や負荷の影響を受けて電流波形は
非正弦波になる。しかし、位置・速度推定部６におい
て、モータ逆モデルおよびフィルタを用いてロータ位置
（＾θ）の推定を行っているので、ロータ位置の推定精
度を高めることができる。
【００７６】したがって、電圧利用率を向上させること
ができ、モータ特性の影響を大幅に低減することがで
き、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させること
ができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成すること
ができる。
ができ、モータ特性の影響を大幅に低減することがで
き、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させること
ができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成すること
ができる。
【００７７】図８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。
御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【００７８】このブラシレスＤＣモータ制御装置が図１
のブラシレスＤＣモータ制御装置と異なる点は、電流制
御部１０から出力される電圧指令を電圧リミッタ１１を
介してインバータ３に供給する点のみである。
のブラシレスＤＣモータ制御装置と異なる点は、電流制
御部１０から出力される電圧指令を電圧リミッタ１１を
介してインバータ３に供給する点のみである。
【００７９】この構成のブラシレスＤＣモータ制御装置
を採用した場合の作用は次のとおりである。
を採用した場合の作用は次のとおりである。
【００８０】電圧指令が電圧リミッタ１１に設定された
電圧限界を越えていない場合には、電圧指令がそのまま
インバータ３に供給されるので、図１のブラシレスＤＣ
モータ制御装置と同様の作用を達成することができる。
電圧限界を越えていない場合には、電圧指令がそのまま
インバータ３に供給されるので、図１のブラシレスＤＣ
モータ制御装置と同様の作用を達成することができる。
【００８１】逆に、電圧指令が電圧リミッタ１１に設定
された電圧限界を越える場合には、単相分のみを示す図
９に示すように、電圧指令が電圧限界でクリップされ
｛図９中（Ａ）参照｝、矩形波に近づくので、インバー
タ出力電圧も矩形波に近づく｛図９中（Ｃ）参照｝。こ
の結果、同じ出力限界電圧であっても基本波成分を大き
くすることができ｛図９中（Ｂ）参照｝、ブラシレスＤ
Ｃモータ４の運転範囲を高速側に拡大することができ
る。
された電圧限界を越える場合には、単相分のみを示す図
９に示すように、電圧指令が電圧限界でクリップされ
｛図９中（Ａ）参照｝、矩形波に近づくので、インバー
タ出力電圧も矩形波に近づく｛図９中（Ｃ）参照｝。こ
の結果、同じ出力限界電圧であっても基本波成分を大き
くすることができ｛図９中（Ｂ）参照｝、ブラシレスＤ
Ｃモータ４の運転範囲を高速側に拡大することができ
る。
【００８２】これは、図１０に示すように、電圧指令が
電圧限界以下である場合｛図１０中（Ａ）参照｝におけ
る基本波成分｛図１０中（Ｂ）参照｝と比較することに
より簡単に理解することができる。
電圧限界以下である場合｛図１０中（Ａ）参照｝におけ
る基本波成分｛図１０中（Ｂ）参照｝と比較することに
より簡単に理解することができる。
【００８３】また、電圧リミッタを用いない場合の運転
範囲を示すシミュレーション結果｛図１１中（Ａ）参
照｝、電圧リミッタを用いる場合の運転範囲を示すシミ
ュレーション結果｛図１１中（Ｂ）参照｝、および電圧
リミッタを用いる場合の運転範囲を示す実測結果｛図１
１中（Ｃ）参照｝を比較しても、電圧リミッタを用いる
ことにより運転範囲を高速側に拡大できることが分か
る。
範囲を示すシミュレーション結果｛図１１中（Ａ）参
照｝、電圧リミッタを用いる場合の運転範囲を示すシミ
ュレーション結果｛図１１中（Ｂ）参照｝、および電圧
リミッタを用いる場合の運転範囲を示す実測結果｛図１
１中（Ｃ）参照｝を比較しても、電圧リミッタを用いる
ことにより運転範囲を高速側に拡大できることが分か
る。
【００８４】なお、インバータ出力電圧波形を矩形波に
近づける方法としては、電圧リミッタを用いて電圧指令
をクリップする代わりに、電圧指令を電圧限界に漸近さ
せる特性を持たせるようにすることが可能であるほか、
基本波のピークを下げるように３次調波を加えるように
することが可能である。
近づける方法としては、電圧リミッタを用いて電圧指令
をクリップする代わりに、電圧指令を電圧限界に漸近さ
せる特性を持たせるようにすることが可能であるほか、
基本波のピークを下げるように３次調波を加えるように
することが可能である。
【００８５】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。
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。
【００８６】このブラシレスＤＣモータ制御装置が図８
のブラシレスＤＣモータ制御装置と異なる点は、出力電
圧指令の増加に対する基本波成分の増加割合が一定とな
るように電圧指令を補正する電圧補正部１２をさらに含
む点のみである。
のブラシレスＤＣモータ制御装置と異なる点は、出力電
圧指令の増加に対する基本波成分の増加割合が一定とな
るように電圧指令を補正する電圧補正部１２をさらに含
む点のみである。
【００８７】この電圧補正部１２は、例えば電圧指令に
対して補正係数を乗算するものである。
対して補正係数を乗算するものである。
【００８８】さらに説明する。
【００８９】図１３は、出力波形が基本波のみ、単相の
場合の電圧補正係数を示す図である。なお、横軸は、電
圧指令（ｐ−ｐ）／インバータ入力電圧である。
場合の電圧補正係数を示す図である。なお、横軸は、電
圧指令（ｐ−ｐ）／インバータ入力電圧である。
【００９０】この値は指令電圧の基本波と電圧リミット
後の基本波を計算し、その比をプロットすることにより
得られたものであり、３相の場合にも容易に算出するこ
とができる。
後の基本波を計算し、その比をプロットすることにより
得られたものであり、３相の場合にも容易に算出するこ
とができる。
【００９１】したがって、電圧補正部１２に、この電圧
補正係数を表す式、テーブルなどを持たせておき、電圧
指令に応じて電圧補正係数を選択させればよい。
補正係数を表す式、テーブルなどを持たせておき、電圧
指令に応じて電圧補正係数を選択させればよい。
【００９２】図８のブラシレスＤＣモータ制御装置で
は、電圧リミッタ１１によってクリップされることによ
り電圧指令に対して基本波成分が削減される｛図１４中
（Ａ）（Ｂ）参照｝。なお、図１４中（Ｃ）が電圧指令
を、図１４中（Ｄ）が出力電圧を、それぞれ示してい
る。
は、電圧リミッタ１１によってクリップされることによ
り電圧指令に対して基本波成分が削減される｛図１４中
（Ａ）（Ｂ）参照｝。なお、図１４中（Ｃ）が電圧指令
を、図１４中（Ｄ）が出力電圧を、それぞれ示してい
る。
【００９３】しかし、この実施態様では、図１５中
（Ａ）（Ｂ）に示すように電圧補正部１２によって電圧
指令を補正するので、図１５中（Ｃ）に示すように出力
電圧の基本波を電圧指令の基本波と等しくすることがで
き、ひいては、出力電圧の基本波成分をリニアに増加さ
せることができ、制御の不安定化や制御性の劣化を大幅
に抑制することができる。なお、図１５中（Ｄ）が出力
電圧を示している。
（Ａ）（Ｂ）に示すように電圧補正部１２によって電圧
指令を補正するので、図１５中（Ｃ）に示すように出力
電圧の基本波を電圧指令の基本波と等しくすることがで
き、ひいては、出力電圧の基本波成分をリニアに増加さ
せることができ、制御の不安定化や制御性の劣化を大幅
に抑制することができる。なお、図１５中（Ｄ）が出力
電圧を示している。
【００９４】上記の各実施態様においては、磁束、誘起
電圧などの回転による電圧、電流へのリアクションを検
出してロータ位置を推定するのであるから、モータ停止
時にはロータ位置を推定することができない。しかし、
圧縮機は極低速領域での運転が必要でないから、上記の
特性と良好にマッチする。したがって、ブラシレスＤＣ
モータによって圧縮機を駆動する場合に上記の各実施態
様を採用することが好ましく、各実施態様の持つ不都合
が顕在化することを未然に防止することができる。
電圧などの回転による電圧、電流へのリアクションを検
出してロータ位置を推定するのであるから、モータ停止
時にはロータ位置を推定することができない。しかし、
圧縮機は極低速領域での運転が必要でないから、上記の
特性と良好にマッチする。したがって、ブラシレスＤＣ
モータによって圧縮機を駆動する場合に上記の各実施態
様を採用することが好ましく、各実施態様の持つ不都合
が顕在化することを未然に防止することができる。
【００９５】また、任意の調波成分を電流、電圧波形に
重畳することで、低騒音化、高効率化を達成することが
できる。
重畳することで、低騒音化、高効率化を達成することが
できる。
【００９６】
【発明の効果】請求項１の発明は、電圧利用率を向上さ
せることができ、モータ特性の影響を大幅に低減するこ
とができ、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させ
ることができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成す
ることができるという特有の効果を奏する。
せることができ、モータ特性の影響を大幅に低減するこ
とができ、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させ
ることができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成す
ることができるという特有の効果を奏する。
【００９７】請求項２の発明は、電圧利用率を向上させ
ることができ、モータ特性の影響を大幅に低減すること
ができ、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させる
ことができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成する
ことができるという特有の効果を奏する。
ることができ、モータ特性の影響を大幅に低減すること
ができ、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させる
ことができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成する
ことができるという特有の効果を奏する。
【００９８】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の効果に加え、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。
２の効果に加え、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。
【００９９】請求項４の発明は、請求項３の効果に加
え、制御の不安定化や制御性の劣化を大幅に抑制するこ
とができるという特有の効果を奏する。
え、制御の不安定化や制御性の劣化を大幅に抑制するこ
とができるという特有の効果を奏する。
【０１００】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
の何れかの効果に加え、回転位置推定の精度を高めるこ
とができるという特有の効果を奏する。
の何れかの効果に加え、回転位置推定の精度を高めるこ
とができるという特有の効果を奏する。
【０１０１】請求項６の発明は、請求項５と同様の効果
を奏する。
を奏する。
【０１０２】請求項７の発明は、請求項５と同様の効果
を奏する。
を奏する。
【０１０３】請求項８の発明は、請求項１から請求項７
の何れかの効果に加え、低騒音化、高効率化を達成する
ことができるという特有の効果を奏する。
の何れかの効果に加え、低騒音化、高効率化を達成する
ことができるという特有の効果を奏する。
【０１０４】請求項９の発明は、電圧利用率を向上させ
ることができ、モータ特性の影響を大幅に低減すること
ができ、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させる
ことができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成する
ことができるという特有の効果を奏する。
ることができ、モータ特性の影響を大幅に低減すること
ができ、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させる
ことができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成する
ことができるという特有の効果を奏する。
【０１０５】請求項１０の発明は、電圧利用率を向上さ
せることができ、モータ特性の影響を大幅に低減するこ
とができ、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させ
ることができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成す
ることができるという特有の効果を奏する。
せることができ、モータ特性の影響を大幅に低減するこ
とができ、回転位置推定を緻密化して制御性を向上させ
ることができ、しかも騒音の低減、効率の向上を達成す
ることができるという特有の効果を奏する。
【０１０６】請求項１１の発明は、請求項９または請求
項１０の効果に加え、運転範囲を高速側に拡大すること
ができるとおいう特有の効果を奏する。
項１０の効果に加え、運転範囲を高速側に拡大すること
ができるとおいう特有の効果を奏する。
【０１０７】請求項１２の発明は、請求項１１の効果に
加え、制御の不安定化や制御性の劣化を大幅に抑制する
ことができるという特有の効果を奏する。
加え、制御の不安定化や制御性の劣化を大幅に抑制する
ことができるという特有の効果を奏する。
【０１０８】請求項１３の発明は、請求項９から請求項
１２の何れかの効果に加え、回転位置推定の精度を高め
ることができるという特有の効果を奏する。
１２の何れかの効果に加え、回転位置推定の精度を高め
ることができるという特有の効果を奏する。
【０１０９】請求項１４の発明は、請求項１３と同様の
効果を奏する。
効果を奏する。
【０１１０】請求項１５の発明は、請求項１３と同様の
効果を奏する。
効果を奏する。
【０１１１】請求項１６の発明は、請求項９から請求項
１５の何れかの効果に加え、低騒音化、高効率化を達成
することができるという特有の効果を奏する。
１５の何れかの効果に加え、低騒音化、高効率化を達成
することができるという特有の効果を奏する。
【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。
実施態様を示すブロック図である。
【図２】位置・速度推定部の構成の一例を示すブロック
図である。
図である。
【図３】波形発生部の構成の一例を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】位置・速度推定部の構成の他の例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】波形発生部の構成の他の例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図６】波形メモリに記憶される波形の一例を示す図で
ある。
ある。
【図７】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。
の実施態様を示すブロック図である。
【図８】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。
らに他の実施態様を示すブロック図である。
【図９】電圧指令のクリップによる基本波成分の増加を
説明する図である。
説明する図である。
【図１０】基本波成分の増加を行わない場合の出力限界
を説明する図である。
を説明する図である。
【図１１】電圧指令のクリップによる運転範囲の拡大を
説明する図である。
説明する図である。
【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。
さらに他の実施態様を示すブロック図である。
【図１３】電圧補正係数の一例を示す図である。
【図１４】電圧指令のクリップによる電圧指令に対する
基本波成分の減少を説明する図である。
基本波成分の減少を説明する図である。
【図１５】補正後の電圧指令とインバータ出力電圧との
関係を説明する図である。
関係を説明する図である。
３ インバータ ４ ブラシレスＤＣモータ ６ 位置・速度推定部 ７、７’ 速度制御部 ８ 波形発生部 ９ 加算部 １１ 電圧リミッタ １２ 電圧補正部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 Ｆターム(参考） 3H045 AA09 AA25 BA12 BA38 CA09 CA10 CA21 DA05 DA48 EA17 EA20 EA26 EA37 5H550 AA09 BB02 BB03 BB05 CC05 DD04 EE10 FF08 GG03 GG05 GG06 GG10 HA07 HB07 JJ03 JJ04 JJ17 JJ25 JJ26 LL14 LL15 LL22 LL23 LL35 5H560 BB04 BB07 DA13 DB13 DC12 DC13 EB01 EC05 GG04 RR07 SS07 TT15 UA02 XA02 XA04 XA05 XA10 5H576 AA10 BB02 BB04 DD02 DD07 EE01 EE11 EE19 FF08 GG04 GG05 GG08 HB02 JJ04 JJ17 JJ23 JJ25 JJ26 JJ28 LL22 LL24 LL25 LL34 LL41
Claims (16)
- 【請求項１】 モータ電流、電圧および機器定数を用い
て回転子の回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づ
いてブラシレスＤＣモータ（４）を制御する方法であっ
て、 インバータ（３）の出力電流または出力電圧の波形を、
任意の調波成分が重畳した波形とすることを特徴とする
ブラシレスＤＣモータ制御方法。 - 【請求項２】 モータ電流、電圧および機器定数を用い
て回転子の回転位置を推定し、回転位置推定結果に基づ
いてブラシレスＤＣモータ（４）を制御する方法であっ
て、 回転位置推定結果を用いてブラシレスＤＣモータ（４）
に重畳すべき電圧を決定することを特徴とするブラシレ
スＤＣモータ制御方法。 - 【請求項３】 インバータ（３）の出力電圧が限界電圧
に達した場合に、出力電圧の基本波成分を増加させるべ
く出力電圧波形を矩形波に近づけるようにインバータ
（３）を制御する請求項１または請求項２に記載のブラ
シレスＤＣモータ制御方法。 - 【請求項４】 インバータ（３）の出力電圧が限界電圧
に達した場合に、出力電圧指令の増加に対する出力電圧
波形に含まれる基本波成分の増加割合を一定にすべくイ
ンバータ制御のためのゲインを制御する請求項３に記載
のブラシレスＤＣモータ制御方法。 - 【請求項５】 モータ逆モデルに基づく演算およびフィ
ルタ演算によって回転位置の推定を行う請求項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。 - 【請求項６】 モータ逆モデルは回転座標モデルである
請求項５に記載のブラシレスＤＣモータ制御方法。 - 【請求項７】 モータ逆モデルは固定座標モデルである
請求項５に記載のブラシレスＤＣモータ制御方法。 - 【請求項８】 ブラシレスＤＣモータ（４）は圧縮機駆
動用ブラシレスＤＣモータ（４）である請求項１から請
求項７の何れかに記載のブラシレスＤＣモータ制御方
法。 - 【請求項９】 モータ電流、電圧および機器定数を用い
て回転位置推定手段（６）によって回転子の回転位置を
推定し、回転位置推定結果に基づいてブラシレスＤＣモ
ータ（４）を制御する装置であって、 インバータ（３）の出力電流または出力電圧の波形を、
任意の調波成分が重畳した波形とする波形設定手段
（７）（８）（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。 - 【請求項１０】 モータ電流、電圧および機器定数を用
いて回転位置推定手段（６）によって回転子の回転位置
を推定し、回転位置推定結果に基づいてブラシレスＤＣ
モータ（４）を制御する装置であって、 回転位置推定結果を用いてブラシレスＤＣモータ（４）
に重畳すべき電圧を決定する印加電圧決定手段（７’）
（８）（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。 - 【請求項１１】 インバータ（３）の出力電圧が限界電
圧に達した場合に、出力電圧の基本波成分を増加させる
べく出力電圧波形を矩形波に近づけるようにインバータ
（３）を制御するインバータ制御手段（１１）（１２）
をさらに含む請求項９または請求項１０に記載のブラシ
レスＤＣモータ制御装置。 - 【請求項１２】 前記インバータ制御手段（１２）は、
インバータ（３）の出力電圧が限界電圧に達した場合
に、出力電圧指令の増加に対する出力電圧波形に含まれ
る基本波成分の増加割合を一定にすべくインバータ制御
のためのゲインを制御するものである請求項１１に記載
のブラシレスＤＣモータ制御装置。 - 【請求項１３】 前記回転位置推定手段（６）は、モー
タ逆モデルに基づく演算およびフィルタ演算によって回
転位置の推定を行うものである請求項９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。 - 【請求項１４】 モータ逆モデルは回転座標モデルであ
る請求項１３に記載のブラシレスＤＣモータ制御装置。 - 【請求項１５】 モータ逆モデルは固定座標モデルであ
る請求項１３に記載のブラシレスＤＣモータ制御装置。 - 【請求項１６】 ブラシレスＤＣモータ（４）は圧縮機
駆動用ブラシレスＤＣモータ（４）である請求項９から
請求項１５の何れかに記載のブラシレスＤＣモータ制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000322026A JP3551911B2 (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | ブラシレスｄｃモータ制御方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000322026A JP3551911B2 (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | ブラシレスｄｃモータ制御方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002136172A true JP2002136172A (ja) | 2002-05-10 |
| JP3551911B2 JP3551911B2 (ja) | 2004-08-11 |
Family
ID=18799979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000322026A Expired - Lifetime JP3551911B2 (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | ブラシレスｄｃモータ制御方法およびその装置 |
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| JP (1) | JP3551911B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-10-20 JP JP2000322026A patent/JP3551911B2/ja not_active Expired - Lifetime
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