JP2002247873A - Electric motor controlling method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機のコンプ
レッサ等に用いる電動機の制御技術に係り、特に詳しく
は、1回転中における負荷トルク変動を低減する電動機
の制御方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control technique for an electric motor used for a compressor of an air conditioner, and more particularly to a control method for an electric motor for reducing a variation in load torque during one rotation.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば図5(a)に示すように、電動機
を回転制御する場合、電動機の負荷トルクが1回転中で
変動しなければ、電動機の通電時間を一定にしても、1
回転中の回転速度が変動することもない。しかし、負荷
トルクが1回転中で変動する場合では、電動機の通電時
間が一定のままでは1回転中の回転速度が大きく変動す
る。例えば、空気調和機のコンプレッサ等では、冷媒の
吸入、圧縮および吐出サイクルにより1回転中に負荷ト
ルク変動が存在するため、電動機の回転速度変動が大き
くなり、騒音、振動の発生原因となっている。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5 (a), for example, when the rotation of a motor is controlled, if the load torque of the motor does not fluctuate during one rotation, even if the energization time of the motor is kept constant, it will be 1
The rotation speed during rotation does not fluctuate. However, when the load torque fluctuates during one rotation, the rotation speed during one rotation greatly fluctuates while the energization time of the motor remains constant. For example, in a compressor or the like of an air conditioner, load torque fluctuation occurs during one rotation due to refrigerant suction, compression and discharge cycles, so that the rotation speed fluctuation of the electric motor increases, causing noise and vibration. .
【0003】1回転中で負荷トルク変動がある電動機を
回転制御する場合では、例えば図5(b)に示すよう
に、電動機の通電時間をその負荷トルク変動に応じて変
え、つまり、電動機の駆動トルクを負荷トルク変動に合
わせることにより、電動機の回転速度を抑えて騒音、振
動を低減している。In the case of controlling the rotation of a motor having a load torque fluctuation during one rotation, for example, as shown in FIG. 5B, the energization time of the motor is changed according to the load torque fluctuation. By adjusting the torque to the fluctuation of the load torque, the rotation speed of the electric motor is suppressed to reduce noise and vibration.
【0004】上記電動機を回転制御する制御装置として
は、例えば図6に示す制御装置がある。この制御装置
は、交流電源1をAC/DC変換回路2で所定の直流電
圧に変換し、この直流電圧をインバータ回路3のスイッ
チング素子Ua,Va,Wa,X,Y,Zでスイッチン
グして三相の矩形波電圧とし、これを電動機(例えばブ
ラシレスモータ)4の電機子巻線U,V,Wに印加す
る。As a control device for controlling the rotation of the electric motor, there is, for example, a control device shown in FIG. This control device converts an AC power supply 1 into a predetermined DC voltage by an AC / DC conversion circuit 2, and switches this DC voltage by switching elements Ua, Va, Wa, X, Y, and Z of an inverter circuit 3. A rectangular wave voltage of a phase is applied to the armature windings U, V, W of the electric motor (for example, a brushless motor) 4.
【0005】位置検出回路5は、ブラシレスモータ4の
電機子巻線U,V,Wの端子電圧に含まれている誘起電
圧波形(非通電相に発生する誘起電圧波形)と基準値と
を比較して同誘起電圧波形の1/2点を検出し、この1
/2点を含む位置検出信号を制御回路(主にマイクロコ
ンピュータからなる)6に出力する。The position detection circuit 5 compares an induced voltage waveform (induced voltage waveform generated in a non-energized phase) included in the terminal voltages of the armature windings U, V, and W of the brushless motor 4 with a reference value. To detect a half point of the induced voltage waveform.
A position detection signal including the / 2 point is output to a control circuit (mainly composed of a microcomputer) 6.
【0006】制御回路6は、入力位置検出信号をもとに
して電機子巻線U,V,Wの通電切り替えタイミングを
決定し、この通電切り替えタイミングの駆動信号を駆動
回路7を介してインバータ回路3に出力する。また、ブ
ラシレスモータ4の制御にPWM制御方式を採用してい
る場合では、制御回路6は、ブラシレスモータ4の回転
数を目標回転数とするためのPWM波形(所定オン、オ
フ比)を生成し、このPWM波形を上記駆動信号に重畳
する。The control circuit 6 determines the energization switching timing of the armature windings U, V, W on the basis of the input position detection signal, and outputs a drive signal of the energization switching timing via the driving circuit 7 to the inverter circuit. Output to 3. When the PWM control method is used to control the brushless motor 4, the control circuit 6 generates a PWM waveform (predetermined on / off ratio) for setting the rotation speed of the brushless motor 4 to the target rotation speed. The PWM waveform is superimposed on the drive signal.
【0007】なお、インバータ回路3のスイッチング素
子の動作時間は、上述した電動機の通電時間(図5参
照)に対応しており、この通電時間は、通電パターンの
各通電区間におけるスイッチング素子のオン時間のトー
タル時間に相当する。したがって、PWM波形のオン比
を可変することによってその通電時間が変わるため、ブ
ラシレスモータ4の印加電圧(出力電圧)を可変するこ
とができる。The operating time of the switching element of the inverter circuit 3 corresponds to the above-mentioned energizing time of the electric motor (see FIG. 5). This energizing time is determined by the on-time of the switching element in each energizing section of the energizing pattern. Of total time. Accordingly, the energization time is changed by changing the ON ratio of the PWM waveform, so that the applied voltage (output voltage) of the brushless motor 4 can be changed.
【0008】このようにして、インバータ回路3のスイ
ッチング素子Ua,Va,Wa,X,Y,Zを所定にオ
ン、オフし、電機子巻線U,V,Wの通電を切り替える
と、ブラシレスモータ4には回転トルクが発生する。こ
の場合、位置検出信号の検出間隔をもとにして現回転数
を算出し、この算出現回転数と目標回転数とを比較し、
その差をPWM波形のオン、オフ比にフィードバックす
ることにより、ブラシレスモータ4の回転数を目標回転
数に制御することができる。As described above, when the switching elements Ua, Va, Wa, X, Y, and Z of the inverter circuit 3 are turned on and off in a predetermined manner and the energization of the armature windings U, V, and W is switched, the brushless motor 4 generates a rotational torque. In this case, the current rotation speed is calculated based on the detection interval of the position detection signal, and the calculated current rotation speed is compared with the target rotation speed.
By feeding back the difference to the on / off ratio of the PWM waveform, the rotation speed of the brushless motor 4 can be controlled to the target rotation speed.
【0009】また、負荷トルクの大きい位置(通電区
間)では発生駆動トルクを大きく、負荷トルクの小さい
位置では発生駆動トルクを小さくし、ブラシレスモータ
4の駆動トルクを負荷トルク変動に合わせる。つまり、
図5(b)に示すように、通電時間を通電パターンの各
通電区間隔毎に変える。これにより、その負荷トルク変
動が駆動トルクによって抑えられることになる。In addition, the generated driving torque is large at a position where the load torque is large (a conduction section), and the generated driving torque is small at a position where the load torque is small, so that the driving torque of the brushless motor 4 is adjusted to the fluctuation of the load torque. That is,
As shown in FIG. 5B, the energization time is changed for each energization section interval in the energization pattern. As a result, the load torque fluctuation is suppressed by the driving torque.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記電
動機の制御方法にあっては、負荷トルク変動を抑えるト
ルク制御を行っているときには、ブラシレスモータ4の
回転数をある値以下にでない。したがって、最小回転数
(最低回転数)がある程度大きなものとってしまい、低
回転領域での運転が難しいという欠点があった。However, in the above-described electric motor control method, the rotational speed of the brushless motor 4 is not lower than a certain value when the torque control for suppressing the fluctuation of the load torque is performed. Therefore, the minimum number of revolutions (minimum number of revolutions) is large to some extent, and there is a disadvantage that it is difficult to operate in a low rotation speed region.
【0011】すなわち、トルク制御を行ってる場合で
は、位置検出の問題から、一般的に、インバータ回路3
のスイッチング素子の通電オン時間の最小値が制限され
ることもあり、1回転中の駆動トルクは、一番小さい位
置でその通電オン時間の最小値を確保しなければなら
ず、駆動トルクの大きい位置では通電オン時間を最小値
まで下げることができなくなってしまうからである。That is, when the torque control is performed, the inverter circuit 3 is generally used due to the problem of position detection.
In some cases, the minimum value of the energization ON time of the switching element is limited, and the driving torque during one rotation must secure the minimum value of the energization ON time at the minimum position. This is because the power-on time cannot be reduced to the minimum value at the position.
【0012】言い替えると、1回転中の駆動トルクの変
化率が大きい場合(つまりその最大駆動トルクと最小駆
動トルクとの差が大きい場合)、駆動トルクの大きい位
置では、スイッチング素子の通電オン時間が駆動トルク
の差分以上下がることはなく、当該駆動トルクの一番小
さい位置での通電オン時間が最小値であれば、その最小
値にならない。In other words, when the rate of change of the driving torque during one rotation is large (that is, when the difference between the maximum driving torque and the minimum driving torque is large), at the position where the driving torque is large, the energization ON time of the switching element is reduced. The drive torque does not decrease by more than the difference, and if the energization ON time at the position where the drive torque is the smallest is the minimum value, it does not reach the minimum value.
【0013】上記の理由から、例えば、ブラシレスモー
タ4を空気調和機のコンプレッサ等に用いている場合で
は、ブラシレスモータ4の最小回転数を低くすることが
できないため、空気調和機の能力を小さく制御すること
が難しく、冷やし過ぎや暖め過ぎが起こり、その結果、
室内環境の快適性の低下を招くことになる。For the above reasons, for example, when the brushless motor 4 is used for a compressor of an air conditioner, the minimum number of revolutions of the brushless motor 4 cannot be reduced. Difficult to do, too cold or too warm,
This leads to a decrease in the comfort of the indoor environment.
【0014】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、1回転中の負荷トルク変動を低減す
るとともに、最低回転数を低くして低回転数での運転領
域を広げ、特に、空気調和機のコンプレッサに適用した
場合には、室内環境の快適性の向上を図ることができる
ようにした電動機の制御方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to reduce load torque fluctuations during one rotation and lower the minimum rotation speed to widen the operating range at low rotation speeds. In particular, it is an object of the present invention to provide a method for controlling an electric motor that can improve the comfort of an indoor environment when applied to a compressor of an air conditioner.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、交流電源を直流電圧に変換してインバー
タ回路に供給し、このインバータ回路のスイッチング素
子を所定にオン、オフして電動機の印加電圧を得る一
方、同電動機の回転子の位置をもとにして上記インバー
タ回路を制御し、同電動機の電機子巻線の通電を切り替
えて電動機を回転制御する際に電動機の1回転中の負荷
トルクの変動を抑える電動機の制御方法であって、上記
電動機の駆動トルクを上記負荷トルクの変動に合わせて
発生させるとともに、上記1回転中における駆動トルク
の変化率を少なくとも当該目標回転数と現回転数との比
較結果に応じて可変するようにしたことを特徴としてい
る。In order to achieve the above object, the present invention converts an AC power supply into a DC voltage and supplies the DC voltage to an inverter circuit. While controlling the inverter circuit based on the position of the rotor of the motor, and controlling the rotation of the motor by switching the energization of the armature windings of the motor during one rotation of the motor. A method for controlling a motor that suppresses fluctuations in the load torque of the motor, wherein the driving torque of the motor is generated in accordance with the fluctuations of the load torque, and the rate of change of the driving torque during one rotation is at least the target rotation speed. It is characterized in that it can be varied according to the result of comparison with the current rotational speed.
【0016】本発明の電動機の制御方法は、上記電動機
の駆動トルクを上記負荷トルクの変動に合わせて発生さ
せる一方、上記1回転中における駆動トルクの変化率
を、少なくとも現回転数に応じて可変可能とし、上記1
回転中の駆動トルクの一番小さい位置での上記スイッチ
ング素子の通電オン時間が最小値であり、かつ、上記電
動機の目標回転数が現回転数より低いときには、上記駆
動トルクの変化率を小さくして上記駆動トルクの大きい
位置における上記スイッチング素子の通電オン時間を短
くするようにしたことを特徴としている。According to the motor control method of the present invention, while the drive torque of the motor is generated in accordance with the fluctuation of the load torque, the rate of change of the drive torque during one rotation is variable at least according to the current rotation speed. Possible and the above 1
When the energization ON time of the switching element at the position where the driving torque during rotation is the minimum is the minimum value, and the target rotation speed of the electric motor is lower than the current rotation speed, the change rate of the driving torque is reduced. Thus, the power-on time of the switching element at the position where the drive torque is large is shortened.
【0017】上記電動機の目標回転数が現回転数より高
くなったときには、上記駆動トルクの変化率を大きくす
るとよい。これにより、電動機の回転数が高くなり、負
荷トルク変動が変わっても、電動機の駆動トルクをその
負荷トルク変動に合わせることができる。When the target rotation speed of the electric motor becomes higher than the current rotation speed, the change rate of the drive torque may be increased. Thereby, even if the rotation speed of the motor increases and the load torque fluctuation changes, the driving torque of the motor can be adjusted to the load torque fluctuation.
【0018】上記駆動トルクの変化率が所定値以上にな
ったときには、上記電動機の駆動トルクを上記負荷トル
クの変動に合わせて発生させ、通常のフィードバック制
御に戻すとよい。これにより、駆動トルクの変化率が必
要以上に大きくならず、負荷トルク変動を増加させるこ
となく、負荷トルク変動が抑えられる。When the rate of change of the driving torque becomes equal to or more than a predetermined value, the driving torque of the electric motor may be generated in accordance with the fluctuation of the load torque, and the control may be returned to the normal feedback control. As a result, the change rate of the drive torque does not become unnecessarily large, and the load torque fluctuation is suppressed without increasing the load torque fluctuation.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
ないし図4を参照して詳細に説明する。なお、図2中、
図6と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 2,
The same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0020】図1(a)および(b)において、本発明
の電動機の制御方法は、電動機(例えばブラシレスモー
タ)の駆動トルク(出力トルク)の変化率を可変可能と
し、電動機の駆動トルクの最も小さい位置(通電区間)
でブラシレスモータの駆動素子(インバータ回路のスイ
ッチング素子)への通電オン時間が最小値であり、か
つ、ブラシレスモータの目標回転数が現回転数よりも低
い場合に、駆動トルクの変化率を小さくし(同図(b)
参照)、ブラシレスモータの1回転中の負荷トルク変動
を抑えるトルク制御時にも同ブラシレスモータの低回転
時の最小回転数をできるだけ低くすることを可能とす
る。1 (a) and 1 (b), the motor control method of the present invention enables the change rate of the drive torque (output torque) of a motor (eg, a brushless motor) to be variable, and Small position (current section)
When the energization ON time to the drive element of the brushless motor (the switching element of the inverter circuit) is the minimum value and the target rotation speed of the brushless motor is lower than the current rotation speed, the change rate of the drive torque is reduced. (Fig. (B)
), The minimum rotation speed of the brushless motor at low rotation can be reduced as much as possible during torque control for suppressing load torque fluctuation during one rotation of the brushless motor.
【0021】なお、駆動トルク変化率とは1回転中にお
ける駆動トルクの変化割合をいい、図1(a)に示すよ
うに、1回転中における駆動トルクの変化(最大駆動ト
ルクと最小駆動トルクとの差)が大きければ、駆動トル
ク変化率が大きいという。また、図1(b)に示すよう
に、1回転中における駆動トルクの変化が小さければ、
駆動トルク変化率が小さいという。The drive torque change rate means the change rate of the drive torque during one rotation, and as shown in FIG. 1A, the change of the drive torque during one rotation (the maximum drive torque and the minimum drive torque Is greater, the rate of change in drive torque is greater. Also, as shown in FIG. 1B, if the change in the driving torque during one rotation is small,
It is said that the driving torque change rate is small.
【0022】上記駆動トルク変化率の可変について説明
すると、その変化率を下降させる場合、1回転中の駆動
トルクを相対的に小さくし、所定割合(パーセンテー
ジ)だけ小さくする。なお、その各駆動トルクの大きさ
に応じてそれぞれ小さくする。つまり、駆動トルクの大
きい箇所の降下割合を大きくし、駆動トルクの小さい箇
所は降下割合を小さくしてもよい。また、その駆動トル
ク変化率を上昇させる場合には、上記変化率の下降と逆
とする。つまり、1回転中の駆動トルクを相対的に大き
くし、あるいは、各駆動トルクの大きさに応じてそれぞ
れ大きくする。Explaining the change of the drive torque change rate, when the change rate is decreased, the drive torque during one rotation is relatively reduced, and is reduced by a predetermined ratio (percentage). It should be noted that the drive torque is reduced according to the magnitude of each drive torque. In other words, the rate of descent may be increased at locations where the drive torque is high, and the rate of descent may be reduced at locations where the drive torque is low. When the drive torque change rate is increased, the drive torque change rate is opposite to the decrease in the change rate. That is, the drive torque during one rotation is relatively increased, or is increased in accordance with the magnitude of each drive torque.
【0023】そのため、図2に示すように、本発明の電
動機の制御方法が適用される制御装置は、トルク制御時
に、少なくともブラシレスモータ4の回転数と目標回転
数との大小関係により駆動トルクの変化率の上昇、ある
いは、変化率の下降を可能とする制御回路(マイクロコ
ンピュータ)10を備え、ブラシレスモータ4の印加電
圧(最低出力電圧)をできるだけ小さくし、低回転運転
の領域を広くしてなる。なお、制御回路10は図6に示
す制御回路6の機能も備えている。Therefore, as shown in FIG. 2, the control device to which the motor control method of the present invention is applied, at the time of torque control, determines at least the driving torque based on the magnitude relationship between the rotation speed of the brushless motor 4 and the target rotation speed. A control circuit (microcomputer) 10 for increasing the rate of change or decreasing the rate of change is provided, the applied voltage (minimum output voltage) of the brushless motor 4 is made as small as possible, and the range of low-speed operation is widened. Become. The control circuit 10 also has the function of the control circuit 6 shown in FIG.
【0024】次に、上記構成の制御装置の動作を図3の
フローチャート図および図4のグラフ図を参照して説明
する。まず、制御回路10は、従来と同様に、位置検出
信号により位置検出間隔を算出し、この位置検出間隔を
もとにしてブラシレスモータ4の通電切り替えタイミン
グによる駆動信号を出力してインバータ回路3を駆動
し、ブラシレスモータ4の通電を切り替えて回転制御を
行う。Next, the operation of the control device having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and the graph of FIG. First, the control circuit 10 calculates the position detection interval based on the position detection signal, and outputs a drive signal based on the energization switching timing of the brushless motor 4 on the basis of the position detection interval in the same manner as in the related art. It drives and switches the energization of the brushless motor 4 to perform rotation control.
【0025】また、ブラシレスモータ4にPWM制御方
式を採用している場合では、従来と同様に、ブラシレス
モータ4の回転数を目標回転数とするため、所定オン、
オフ比のPWM波形を生成して上記駆動信号に重畳す
る。In the case where the PWM control method is adopted for the brushless motor 4, as in the conventional case, the rotation speed of the brushless motor 4 is set to the target rotation speed.
A PWM waveform having an OFF ratio is generated and superimposed on the drive signal.
【0026】このとき、ブラシレスモータ4の回転速度
変動に合わせた駆動トルクを発生させる。この駆動トル
クは、例えば通電区間(あるいは位置検出間隔)の時間
の長短により判断し、位置間隔時間が長い箇所では通電
時間を大きくし、位置検出間隔時間が短い箇所では長い
時間の位置検出間隔の通電時間よりも短い時間とする。At this time, a driving torque is generated in accordance with the rotation speed fluctuation of the brushless motor 4. The drive torque is determined, for example, based on the length of the energizing section (or the position detection interval). When the position interval time is long, the energization time is increased. The time is shorter than the energization time.
【0027】このようなフィードバック制御を行うこと
により、ブラシレスモータ4の目標回転数が変わると、
回転速度変動も変わることから、この変化した回転速度
変動に合わせて駆動トルクが変わり、1回転中の回転速
度変動が抑えられる。By performing such feedback control, when the target rotation speed of the brushless motor 4 changes,
Since the rotation speed fluctuation also changes, the driving torque changes in accordance with the changed rotation speed fluctuation, thereby suppressing the rotation speed fluctuation during one rotation.
【0028】ここで、例えば空気調和機においてリモコ
ンの設定変更等によりブラシレスモータ4の目標回転数
が現回転数よりも低くなると、ステップST1を経てス
テップST2からST3に進み、駆動トルク変化率が所
定値以上であるか否かを判断する。なお、所定値は、従
来例の欠点を生じない駆動トルク変化率の値より小さい
値にするとよい。Here, if the target rotation speed of the brushless motor 4 becomes lower than the current rotation speed due to, for example, a change in the setting of a remote controller in the air conditioner, the process proceeds from step ST1 to step ST2 to step ST3, and the driving torque change rate is set to a predetermined value. It is determined whether the value is equal to or greater than the value. The predetermined value may be set to a value smaller than the value of the driving torque change rate which does not cause the disadvantage of the conventional example.
【0029】この場合、目標回転数が低回転数であり、
駆動トルク変化率が大きいと、従来例で説明したよう
に、その駆動トルク変化率が大きいことにより、ブラシ
レスモータ4の回転数をある値以下にできず、最小回転
数がある程度大きなものとなることもあり、ブラシレス
モータ4の回転数を目標回転数にできないこともある。In this case, the target rotation speed is a low rotation speed,
When the driving torque change rate is large, as described in the conventional example, the rotation speed of the brushless motor 4 cannot be reduced to a certain value or less due to the large driving torque change rate, and the minimum rotation speed becomes somewhat large. In some cases, the rotation speed of the brushless motor 4 cannot be set to the target rotation speed.
【0030】したがって、駆動トルク変化率が所定値以
上と大きいときには、ステップST3からST4に進
み、駆動トルク変化率を下降する。例えば、図1(a)
に示す駆動トルク変化率から同図(b)に示す駆動トル
ク変化率に変える。この場合、その駆動トルク変化率を
下降すると、その分ブラシレスモータ4の印加電圧が下
がり、その回転数の制御に支障を来すことになる。Therefore, when the rate of change in drive torque is greater than the predetermined value, the process proceeds from step ST3 to step ST4 to decrease the rate of change in drive torque. For example, FIG.
(B) is changed from the drive torque change rate shown in FIG. In this case, when the rate of change in the driving torque is reduced, the applied voltage of the brushless motor 4 is correspondingly reduced, which hinders the control of the rotation speed.
【0031】そこで、図4に示すように、ブラシレスモ
ータ4の印加電圧(出力電圧)としては、予め決めた基
準電圧にトルク制御に必要な電圧(図1(a)および
(b)の形となる電圧)を加算する。そして、上述した
駆動トルク変化率を下降する場合に、下降割合に応じて
基準電圧を高くすれば、その回転数の制御に支障を来す
こともない。Therefore, as shown in FIG. 4, the applied voltage (output voltage) of the brushless motor 4 is set to a predetermined reference voltage to a voltage necessary for torque control (the form shown in FIGS. 1A and 1B). Voltage). If the reference voltage is increased in accordance with the decreasing rate when the above-described driving torque change rate is decreased, there is no problem in controlling the rotation speed.
【0032】このように、駆動トルク変化率を小さくす
ることにより、PWM波形のオン時間をより短くしても
よい。つまり、インバータ回路3のスイッチング素子の
通電オン時間を短くし、ブラシレスモータ4の最小回転
数(最低回転数)を低くすることができる。As described above, the on-time of the PWM waveform may be shortened by reducing the driving torque change rate. That is, the power-on time of the switching element of the inverter circuit 3 can be shortened, and the minimum rotation speed (minimum rotation speed) of the brushless motor 4 can be reduced.
【0033】これは、1回転中における最大駆動トルク
と最小駆動トルクの差が小さくなり、駆動トルクの大き
い位置でも、駆動トルクが一番小さい位置でのスイッチ
ング素子の通電オン時間の最小値に設定することができ
ることを意味する。すなわち、1回転中における最大の
駆動トルクと最小の駆動トルクとの差が小さいからであ
る。This is because the difference between the maximum driving torque and the minimum driving torque during one rotation becomes small, and even at a position where the driving torque is large, the switching element is set to the minimum value of the energization ON time at the position where the driving torque is minimum. Means that you can. That is, the difference between the maximum drive torque and the minimum drive torque during one rotation is small.
【0034】したがって、負荷トルク変動を抑えるトル
ク制御時にあっても、ブラシレスモータ4の目標回転数
としての最低回転数を低くできる。つまり、ブラシレス
モータ4に印加する電圧(最低出力)をできるだけ低く
し、より低い領域での運転が可能となる。これにより、
ブラシレスモータ4を、例えば空気調和機のコンプレッ
サモータに適用した場合にその能力を小さく制御するこ
とができ、冷やし過ぎや暖め過ぎを防ぎ、室内環境の快
適性の向上を図ることができる。Therefore, even at the time of torque control for suppressing load torque fluctuation, the minimum rotation speed as the target rotation speed of the brushless motor 4 can be reduced. That is, the voltage (minimum output) applied to the brushless motor 4 is made as low as possible, and operation in a lower region becomes possible. This allows
When the brushless motor 4 is applied to, for example, a compressor motor of an air conditioner, its performance can be controlled to be small, and it is possible to prevent overcooling or overheating, and to improve indoor environment comfort.
【0035】上記リモコンの設定変更等により上記ブラ
シレスモータ4の目標回転数が現回転数より高くなる
と、ステップST1からST5に進み、駆動トルク変化
率が所定値以上であるか否かを判断する。When the target rotation speed of the brushless motor 4 becomes higher than the current rotation speed due to the setting change of the remote controller or the like, the process proceeds from step ST1 to ST5, and it is determined whether the driving torque change rate is equal to or more than a predetermined value.
【0036】上記駆動トルク変化率が所定値より低い場
合、ステップST5からST6に進み、駆動トルク変化
率を上昇し、例えば図1(b)に示す駆動トルク変化率
から同図(a)に示す駆動トルク変化率に変える。な
お、この場合には、上述した駆動トルク変化率を下降し
た場合とは逆に、基準電圧を高くすれば、回転数の制御
に支障を来すこともない。If the drive torque change rate is lower than the predetermined value, the process proceeds from step ST5 to ST6 to increase the drive torque change rate. For example, the drive torque change rate shown in FIG. Change to driving torque change rate. In this case, contrary to the case where the drive torque change rate is decreased, if the reference voltage is increased, there is no problem in controlling the rotation speed.
【0037】このように、駆動トルク変化率を大きくす
ることににより、ブラシレスモータ4の1回転中の回転
速度変動をより抑えるとともに、回転数をより速やかに
目標回転数とすることができる。As described above, by increasing the driving torque change rate, the rotation speed fluctuation during one rotation of the brushless motor 4 can be further suppressed, and the rotation speed can be more quickly set to the target rotation speed.
【0038】上記駆動トルク変化率が所定値以上である
場合、例えば、1回転中における最小駆動トルクと最大
駆動トルクの差が大きい場合には、ステップST5から
ST7に進み、上述した通常のフィードバック制御によ
り、従来と同様に駆動トルクを発生する。すなわち、ブ
ラシレスモータ4の回転数を上昇させる制御を行ってお
り、しかもこの場合、駆動トルク変化率がある程度大き
いことから、従来のような欠点が発生しないからであ
る。If the change rate of the drive torque is equal to or more than a predetermined value, for example, if the difference between the minimum drive torque and the maximum drive torque during one rotation is large, the process proceeds from step ST5 to ST7, and the above-described normal feedback control is performed. As a result, a driving torque is generated as in the related art. That is, control is performed to increase the number of revolutions of the brushless motor 4, and in this case, since the driving torque change rate is large to some extent, the conventional disadvantage does not occur.
【0039】なお、ブラシレスモータ4の回転数が目標
回転数になっている場合には、現駆動トルク変化率を現
状のままとする。すなわち、現回転数が目標回転数にな
っており、駆動トルク変化率を変える必要もないからで
あり、また、駆動トルク変化率を下げずとも、従来例の
ような欠点を生じないからである。When the rotation speed of the brushless motor 4 has reached the target rotation speed, the current driving torque change rate is left as it is. That is, the current rotation speed is the target rotation speed, and it is not necessary to change the drive torque change rate. Further, even if the drive torque change rate is not reduced, the drawbacks as in the conventional example do not occur. .
【0040】上記所定値として、従来例の欠点を生じな
い駆動トルク変化率よりも小さい値としていることか
ら、目標回転数が現回転数より低くとも、駆動トルク変
化率が所定値以上でない場合には、現駆動トルク変化率
を現状のままとする。Since the predetermined value is set to a value smaller than the driving torque change rate which does not cause the drawback of the conventional example, even if the target rotation speed is lower than the current rotation speed, if the driving torque change rate is not equal to or larger than the predetermined value. Keeps the current drive torque change rate as it is.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下に述べる効果を奏する。本発明の電動機の制御方法
は、電動機の駆動トルクを1回転中の負荷トルクの変動
に合わせて発生させる一方、その駆動トルクの変化率を
少なくとも当該目標回転数と現回転数との比較結果に応
じて可変していることから、1回転中の負荷トルク変動
を低減するとともに、電動機の目標回転数が現回転数よ
り高く、あるいは低い場合にも適切な駆動トルクを発生
して負荷トルク変動を抑えることができる。しかも、ハ
ードウェア回路を付加せずとも、ソフトウェアのみでよ
く、低コストで実現できるという効果がある。As described above, according to the present invention,
The following effects are obtained. The motor control method of the present invention generates the drive torque of the motor in accordance with the change in the load torque during one rotation, and determines the rate of change of the drive torque at least as a result of comparison between the target rotation speed and the current rotation speed. Variable in response to a change in the load torque during one rotation, and when the target rotation speed of the motor is higher or lower than the current rotation speed, an appropriate drive torque is generated to reduce the load torque fluctuation. Can be suppressed. In addition, there is an effect that the software can be realized only at a low cost without adding a hardware circuit.
【0042】本発明の電動機の制御方法は、電動機の駆
動トルクを1回転中の負荷トルクの変動に合わせて発生
させる一方、1回転中における駆動トルクの変化率を少
なくとも現回転数に応じて可変可能とし、1回転中の駆
動トルクの一番小さい位置での当該インバータ回路のス
イッチング素子の通電オン時間が最小値であり、かつ、
電動機の目標回転数が現回転数より低いときには駆動ト
ルクの変化率を小さくし、駆動トルクの大きい位置にお
ける上記スイッチング素子の通電オン時間を短くしてい
ることから、上記の効果に加え、低回転数での駆動トル
クの変化率を小さくして最低回転数を下げ、低回転数で
の運転領域を広げることができる。特に、空気調和機の
コンプレッサに適用した場合には、冷やし過ぎ、暖め過
ぎを防止して室内環境の快適性の向上を図ることができ
るという効果がある。According to the motor control method of the present invention, the driving torque of the motor is generated in accordance with the fluctuation of the load torque during one rotation, while the rate of change of the driving torque during one rotation is variable at least according to the current rotation speed. And the energization ON time of the switching element of the inverter circuit at the position where the driving torque during one rotation is the smallest is the minimum value, and
When the target rotation speed of the motor is lower than the current rotation speed, the rate of change of the driving torque is reduced, and the energization ON time of the switching element at the position where the driving torque is large is shortened. Therefore, it is possible to lower the minimum rotation speed by reducing the rate of change of the driving torque in terms of the number of rotations, and to widen the operating range in the low rotation speed. In particular, when applied to a compressor of an air conditioner, there is an effect that overcooling and overheating can be prevented and the comfort of the indoor environment can be improved.
【図1】本発明の一実施の形態を示し、電動機の制御方
法を説明するための概略的駆動トルク変化率図。FIG. 1 is a schematic drive torque change rate diagram illustrating an embodiment of the present invention and illustrating a control method of an electric motor.
【図2】本発明の電動機の制御方法が適用される制御装
置を説明するための概略的ブロック線図。FIG. 2 is a schematic block diagram for explaining a control device to which the motor control method of the present invention is applied.
【図3】図2に示す制御装置の動作を説明するための概
略的フローチャート図。FIG. 3 is a schematic flowchart for explaining the operation of the control device shown in FIG. 2;
【図4】図2に示す制御装置の動作を説明するための概
略的グラフ図。FIG. 4 is a schematic graph for explaining the operation of the control device shown in FIG. 2;
【図5】従来の電動機の制御方法の作用を説明するため
の概略的駆動トルク変化率図。FIG. 5 is a schematic drive torque change rate diagram for explaining the operation of a conventional motor control method.
【図6】従来の電動機の制御装置を説明するための概略
的ブロック線図。FIG. 6 is a schematic block diagram for explaining a conventional motor control device.
1 交流電源 2 AC/DC変換回路 3 インバータ回路 4 電動機(ブラシレスモータ) 5 位置検出回路 6,10 制御回路(マイクロコンピュータ) Ua,Va,Wa,X,Y,Z スイッチング素子 Reference Signs List 1 AC power supply 2 AC / DC conversion circuit 3 Inverter circuit 4 Motor (brushless motor) 5 Position detection circuit 6, 10 Control circuit (microcomputer) Ua, Va, Wa, X, Y, Z Switching element
Claims (4)
タ手段に供給し、該インバータ手段のスイッチング手段
を所定にオン、オフして電動機の印加電圧を得る一方、
同電動機の回転子の位置をもとにして前記インバータ手
段を制御し、同電動機の電機子巻線の通電を切り替えて
電動機を回転制御する際に電動機の1回転中の負荷トル
クの変動を抑える電動機の制御方法であって、前記電動
機の駆動トルクを前記負荷トルクの変動に合わせて発生
させるとともに、前記1回転中における駆動トルクの変
化率を、少なくとも当該目標回転数と現回転数との比較
結果に応じて可変するようにしたことを特徴とする電動
機の制御方法。An AC power supply is converted into a DC voltage and supplied to an inverter means, and a switching means of the inverter means is turned on and off in a predetermined manner to obtain a voltage applied to the motor.
The inverter means is controlled based on the position of the rotor of the electric motor, and when the rotation of the electric motor is controlled by switching the energization of the armature winding of the electric motor, the fluctuation of the load torque during one rotation of the electric motor is suppressed. A method for controlling an electric motor, comprising: generating a drive torque of the electric motor in accordance with a change in the load torque; and comparing a change rate of the drive torque during one rotation with at least a comparison between the target rotation speed and a current rotation speed. A method for controlling an electric motor, wherein the method is varied according to a result.
タ手段に供給し、該インバータ手段のスイッチング手段
を所定にオン、オフして電動機の印加電圧を得る一方、
同電動機の回転子の位置をもとにして前記インバータ手
段を制御し、同電動機の電機子巻線の通電を切り替えて
電動機を回転制御する際に電動機の1回転中の負荷トル
クの変動を抑える電動機の制御方法であって、前記電動
機の駆動トルクを前記負荷トルクの変動に合わせて発生
させるとともに、前記1回転中における駆動トルクの変
化率を、少なくとも現回転数に応じて可変可能とし、そ
の1回転中の駆動トルクの一番小さい位置での前記スイ
ッチング手段の通電オン時間が最小値であり、かつ、前
記電動機の目標回転数が現回転数より低いときには、前
記駆動トルクの変化率を小さくして前記駆動トルクの大
きい位置における前記スイッチング手段の通電オン時間
を短くするようにしたことを特徴とする電動機の制御方
法。2. An AC power source is converted into a DC voltage and supplied to an inverter means, and a switching means of the inverter means is turned on and off in a predetermined manner to obtain an applied voltage of the motor.
The inverter means is controlled based on the position of the rotor of the electric motor, and when the rotation of the electric motor is controlled by switching the energization of the armature winding of the electric motor, the fluctuation of the load torque during one rotation of the electric motor is suppressed. A method for controlling an electric motor, wherein a driving torque of the electric motor is generated in accordance with a change in the load torque, and a rate of change of the driving torque during one rotation is made variable at least according to a current rotation speed. When the energization ON time of the switching means at the position where the driving torque during one rotation is the smallest is the minimum value and the target rotation speed of the electric motor is lower than the current rotation speed, the rate of change of the driving torque is reduced. The control method of the electric motor, characterized in that the energization ON time of the switching means at the position where the driving torque is large is shortened.
高くなったときには、前記駆動トルクの変化率を大きく
するようにした請求項2に記載の電動機の制御方法。3. The motor control method according to claim 2, wherein the change rate of the drive torque is increased when the target rotation speed of the motor is higher than a current rotation speed.
なったときには、前記電動機の駆動トルクを前記負荷ト
ルクの変動に合わせて発生させ、通常のフィードバック
制御に戻すようにした請求項2または3に記載の電動機
の制御方法。4. The motor according to claim 2, wherein when the rate of change of the driving torque is equal to or more than a predetermined value, the driving torque of the electric motor is generated in accordance with the fluctuation of the load torque, and returns to normal feedback control. 3. The method for controlling an electric motor according to item 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001040246A JP2002247873A (en) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | Electric motor controlling method |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021019416A (en) * | 2019-07-19 | 2021-02-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Motor drive device, refrigerator using the same, and refrigeration cycle device |
CN113503664A (en) * | 2021-07-23 | 2021-10-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | Control method of variable frequency compressor and refrigeration appliance |
-
2001
- 2001-02-16 JP JP2001040246A patent/JP2002247873A/en not_active Withdrawn
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