JP2003111483A - Apparatus and method of controlling motor - Google Patents

Apparatus and method of controlling motor

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JP2003111483A
JP2003111483A JP2001299830A JP2001299830A JP2003111483A JP 2003111483 A JP2003111483 A JP 2003111483A JP 2001299830 A JP2001299830 A JP 2001299830A JP 2001299830 A JP2001299830 A JP 2001299830A JP 2003111483 A JP2003111483 A JP 2003111483A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To drive a motor smoothly at the start control the driving thereof without a position sensor. SOLUTION: A driving system selection section 6 selects intermittent on/off driving at start. When induced voltage generated in a motor coil is detected by starting the motor by means of forced on/off operation, the operation of the motor is shifted to sensor-less operation. When the motor 1 reaches its prescribed rotational speed, the driving system selection section 6 shifts the intermittent energization driving to 180-degree pulse duration driving.

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】本発明は、永久磁石を装着さ
れたロータにより構成されているブラシレスモータ等の
同期モータを位置センサなしのセンサレスで駆動制御す
るモータ制御装置およびその制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device and a control method thereof for driving and controlling a synchronous motor such as a brushless motor constituted by a rotor having a permanent magnet mounted thereon without a position sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】空気調和機や冷蔵庫などの冷凍サイクル
用圧縮機に用いられるブラシレスモータ(以下、モータ
と称する)には、広い回転数範囲で運転可能であるこ
と、および高効率運転が可能であることが要求されてい
る。このため、近年においては、インバータ回路により
駆動するモータが使用されている。このモータの駆動に
際して、回転しているロータ位置に合わせて(同期させ
て)各相のステータ巻線に通電を行う必要がある。しか
し、空気調和機や冷蔵庫などで使用されている圧縮機で
は、内部が高温状態になり、ホールICなどのロータ位
置を検出するための位置センサを設けることが困難であ
るため、位置センサを用いずにモータを駆動制御する、
センサレス運転が行われている。
2. Description of the Related Art Brushless motors (hereinafter referred to as "motors") used in refrigeration cycle compressors such as air conditioners and refrigerators are capable of operating in a wide range of rotation speeds and highly efficient operation. Is required to be. Therefore, in recent years, a motor driven by an inverter circuit has been used. When driving this motor, it is necessary to energize the stator windings of each phase in synchronization (synchronization) with the rotating rotor position. However, in a compressor used in an air conditioner, a refrigerator, etc., the internal temperature becomes high, and it is difficult to provide a position sensor such as a Hall IC for detecting the rotor position. Drive control of the motor without
Sensorless operation is performed.

【0003】センサレス運転においては、モータコイル
ヘの通電を行う際に、一定期間の通電休止期間を設け、
その間にモータの回転によってモータコイルに発生する
誘起電圧をモータコイル端子から検出し、この誘起電圧
からモータヘの通電タイミングを決定する。このような
間欠通電駆動が一般的に行われており、その中でも通電
角を120度とした、いわゆる120度通電駆動方式が
最も一般的である。
In sensorless operation, a certain period of de-energization is provided when energizing the motor coil.
In the meantime, the induced voltage generated in the motor coil by the rotation of the motor is detected from the motor coil terminal, and the energization timing to the motor is determined from the induced voltage. Such intermittent energization drive is generally performed, and among them, the so-called 120-degree energization drive system in which the energization angle is 120 degrees is the most common.

【0004】他の駆動方式として、通電休止期間を設け
ずに駆動する、正弦波通電をはじめとするいわゆる18
0度通電駆動方式がある。180度通電駆動方式では、
モータ駆動電圧とモータ電流との位相差に基づいて通電
タイミングを決定して駆動する、あるいは固定子巻線の
印加電圧、モータ電流およびモータの機器定数を用いて
所定の高速演算を行ってロータ位置を算出して通電タイ
ミングを決定して駆動する、などの方法によってモータ
を180度通電駆動する。
As another driving method, a so-called 18 sinusoidal wave energization, which is driven without providing an energization suspension period, is used.
There is a 0-degree energization drive system. In the 180 degree energization drive method,
Determine the drive timing based on the phase difference between the motor drive voltage and motor current to drive the rotor, or perform predetermined high-speed calculations using the stator winding applied voltage, motor current, and motor device constants to determine the rotor position. Then, the motor is energized by 180 degrees by a method such as calculating and driving the energization timing.

【0005】また、これら両駆動方式を切換える構成の
従来例として、モータのモータ効率に応じて180度通
電駆動あるいは間欠通電駆動を選択することが特開20
01−45789号公報に開示されている。
Further, as a conventional example of a configuration for switching between these two driving methods, it is possible to select 180-degree energization drive or intermittent energization drive according to the motor efficiency of the motor.
No. 01-45789.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ここで、永久磁石ロー
タ構造のモータにおいては、ロータ位置に対応して正確
なタイミングでモータに通電を行う、いわゆる通電タイ
ミングの最適化がモータ駆動の絶対条件である。更に高
効率化、回転の安定化のためには、この通電タイミング
を各回転条件ごとに決まる最適値に設定することが必要
である。
In a motor having a permanent magnet rotor structure, the so-called energization timing is optimized by energizing the motor at an accurate timing corresponding to the rotor position, which is an absolute condition for driving the motor. is there. In order to further improve efficiency and stabilize rotation, it is necessary to set the energization timing to an optimum value determined for each rotation condition.

【0007】120度通電駆動をはじめとする間欠通電
駆動では、永久磁石磁束および電気子磁束に関する誘導
電圧を直接検出している。実際に永久磁石位置、すなわ
ちロータ位置を検出しているので、ノイズ除去などを行
い、検出精度を高めることによって、正確な通電タイミ
ングでのモータ駆動が可能となる。つまり、ロータ位置
を直接検出しているため、モータ起動時においては強制
励磁運転からセンサレス運転に容易に短時間で移行する
ことが可能であり、大きな負荷変動が発生したときで
も、モータ停止などの不具合が生じにくい。
In the intermittent energization drive including the 120-degree energization drive, the induced voltage relating to the permanent magnet magnetic flux and the armature magnetic flux is directly detected. Since the permanent magnet position, that is, the rotor position is actually detected, it is possible to drive the motor at an accurate energization timing by removing noise and increasing the detection accuracy. In other words, since the rotor position is directly detected, it is possible to easily switch from forced excitation operation to sensorless operation in a short time when the motor is started, and even when a large load change occurs, the motor can be stopped. Defects are unlikely to occur.

【0008】一方、センサレスの180度通電駆動にお
いては、間欠通電駆動に比べて、一般に高効率、低騒
音、低振動であるが、駆動制御が複雑で困難であるとい
う課題が存在している。これは、直接ロータ位置を検出
していないため、あるいは通電タイミングの検出精度が
悪いためである。そのため、モータ起動時においては強
制励磁運転からセンサレス運転への移行に時間がかかっ
たり、大きな負荷変動が発生した場合は、モータ停止な
どの不具合が生じ易い。
On the other hand, the sensorless 180-degree energization drive generally has high efficiency, low noise, and low vibration as compared with the intermittent energization drive, but there is a problem that drive control is complicated and difficult. This is because the rotor position is not directly detected, or the detection accuracy of the energization timing is poor. Therefore, when the motor is started, it takes time to shift from the forced excitation operation to the sensorless operation, or when a large load change occurs, a problem such as motor stop is likely to occur.

【0009】例えば、モータ駆動電圧とモータ電流の位
相差に基づいて駆動制御する方法は、いわゆる強制励磁
で時間経過とともに通電を切換えていき、このときのモ
ータ電流位相差すなわち通電タイミングを制御するもの
である。ここでモータ電流位相差の制御誤差は、そのま
ま通電タイミングの誤差となってしまうため、安定駆動
およびモータ回転の維持のためには位相差を厳密に制御
しなくてはならず、負荷変動の発生していないときはよ
いが、負荷変動が発生したときときの制御不安定が懸念
される。
For example, a method of controlling the drive based on the phase difference between the motor drive voltage and the motor current is to switch the energization with the passage of time by so-called forced excitation, and control the motor current phase difference at this time, that is, the energization timing. Is. Since the control error of the motor current phase difference becomes the error of the energization timing as it is, it is necessary to strictly control the phase difference for stable driving and maintenance of the motor rotation. It is good not to do so, but there is concern about control instability when load fluctuations occur.

【0010】さらに、固定子巻線の印加電圧、モータ電
流およびモータの機器定数を用いて所定の高速演算を行
ってロータ位置を解析し、通電タイミングを決定する方
法では、印加電圧およびモータ電流の検出誤基、算出誤
差、算出遅れ、あるいはモータの機器定数の測定誤差、
パラメータ変動などから、位置検出精度が悪化してしま
い、通電タイミングの検出分解能は、間欠通電駆動に比
べて劣ってしまうのが現状である。
Further, in the method of performing predetermined high-speed calculation using the applied voltage of the stator windings, the motor current and the motor device constants to analyze the rotor position and determine the energization timing, the applied voltage and the motor current of the motor current are determined. Erroneous detection, calculation error, calculation delay, or measurement error of motor device constant,
The current situation is that the position detection accuracy deteriorates due to parameter fluctuations, etc., and the energization timing detection resolution is inferior to intermittent energization drive.

【0011】なお、間欠通電駆動における通電タイミン
グは、検出される誘起電圧に依存しているので、制御性
能に関わらず、いかなるときでも正確な通電タイミング
が実現できる。このように、180度通電駆動では、正
確で厳密な制御が求められるため、制御マージンを減少
させるような負荷変動が発生してしまうと、高効率な運
転が実現できないばかりでなく、モータ通電の脱調、モ
ータ停止といった事態を引き起こす危険性が間欠通電駆
動に比べて非常に大きくなる。
Since the energization timing in the intermittent energization drive depends on the detected induced voltage, accurate energization timing can be realized regardless of control performance. As described above, in 180-degree energization drive, accurate and strict control is required. Therefore, if load fluctuations that reduce the control margin occur, highly efficient operation cannot be realized, and motor energization The risk of causing a situation such as step-out or motor stoppage is much greater than that of intermittent energization drive.

【0012】なお、ここでいう負荷変動とは、空気調和
機、冷蔵庫などの冷凍サイクルに用いられる圧縮機の1
回転中に行われる吸入・圧縮・吐出による負荷変動など
である。この負荷変動により圧縮機の振動や騒音が発生
する。特にシリンダ部が1つのシングルロータリ方式の
圧縮機では、回転慣性が小さくなる低回転数域で、この
負荷変動の影響が大きくなり、回転数も大きく変調し、
振動や騒音が大きくなる。
The load fluctuation referred to here is one of the compressors used in a refrigeration cycle such as an air conditioner or a refrigerator.
Load fluctuations due to suction, compression, and discharge that occur during rotation. This load fluctuation causes vibration and noise of the compressor. Especially in a single rotary type compressor with one cylinder part, the influence of this load variation becomes large in the low rotational speed region where the rotational inertia becomes small, and the rotational speed is also greatly modulated.
Vibration and noise increase.

【0013】一方、特開2001−45789号公報に
記載されている両駆動方式を適宜切換えて駆動する制御
装置は、モータのモータ効率に応じて180度通電駆動
あるいは間欠通電駆動を選択するものである。しかし、
モータの起動の容易性や負荷変動時の安定した回転の継
続に関する信頼性、モータを圧縮機の駆動に用いた場合
の圧縮機の振動低減に関する対策については考慮されて
いない。
On the other hand, the control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-45789, which appropriately switches between the two drive systems to drive, selects 180-degree energization drive or intermittent energization drive according to the motor efficiency of the motor. is there. But,
No consideration is given to the easiness of starting the motor, the reliability of stable rotation continuation at the time of load change, and the measures for reducing the vibration of the compressor when the motor is used to drive the compressor.

【0014】本発明は、上記に鑑み、速やかな起動を行
うことができるともに、負荷変動の大きい負荷を駆動す
るに際して、高効率かつ低振動で駆動を行うことができ
るモータ制御装置の提供を目的とする。
In view of the above, it is an object of the present invention to provide a motor control device which can perform a quick start-up and can drive a load having a large load fluctuation with high efficiency and low vibration. And

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、負荷を駆動するモータに対して180度通電駆動
する180度通電駆動手段と、前記モータに対して通電
休止期間を設け通電角を180度未満として間欠通電駆
動する間欠通電駆動手段と、いずれか1つの駆動方式を
選択する選択手段とを備え、選択手段は、起動時に間欠
駆動方式を選択するものである。また、選択手段は、低
速時に間欠駆動方式を選択し、高速時に180度通電駆
動方式を選択する。
A means for solving the problems according to the present invention is to provide a 180 ° energization driving means for energizing and energizing a motor for driving a load by 180 °, and an energization pause period for the motor to set an energization angle. An intermittent energization drive means for intermittently energizing the drive at less than 180 degrees and a selection means for selecting any one drive method are provided, and the selection means selects the intermittent drive method at the time of starting. The selecting means selects the intermittent drive method at low speed and the 180-degree conduction drive method at high speed.

【0016】そして、モータコイルに発生する誘起電圧
からロータ位置信号を生成するデジタル方式位置検出手
段が設けられ、間欠通電駆動手段は、前記ロータ位置信
号の基づいてモータへの通電タイミングを決定するもの
である。180度通電駆動手段は、モータ駆動電圧とモ
ータコイルに流れるモータ電流との位相差に基づいてモ
ータへの通電タイミングを決定する、あるいはモータの
固定子巻線の印加電圧、モータ電流およびモータ定数に
基づいてロータの位置を算出してモータへの通電タイミ
ングを決定するものである。
Further, digital position detecting means for generating a rotor position signal from the induced voltage generated in the motor coil is provided, and the intermittent energization driving means determines the energization timing to the motor based on the rotor position signal. Is. The 180-degree energization drive means determines the energization timing to the motor based on the phase difference between the motor drive voltage and the motor current flowing in the motor coil, or determines the applied voltage of the stator winding of the motor, the motor current and the motor constant. Based on this, the position of the rotor is calculated to determine the power supply timing to the motor.

【0017】このような構成によって、負荷を駆動する
モータに対して、180度通電駆動および間欠通電駆動
のうちいずれかの駆動方式を選択して、モータのロータ
位置を検出する位置センサを用いずにセンサレス運転を
行うとき、起動時および低速時には間欠通電駆動を行
い、モータの回転数の上昇に伴って180度通電駆動に
切換える。
With such a structure, for the motor for driving the load, one of the 180-degree energizing drive and the intermittent energizing drive is selected, and the position sensor for detecting the rotor position of the motor is not used. When the sensorless operation is performed, the intermittent energization drive is performed at the time of start-up and low speed, and the energization drive is switched to 180 degrees as the rotation speed of the motor increases.

【0018】詳しくは、モータの起動時には、間欠通電
駆動によって起動され、そのまま間欠通電駆動される。
その後、回転が上昇して第1回転数に達すると、間欠通
電駆動から180度通電駆動に切換えられる。逆に、モ
ータの回転が低下して、第1回転数まで下がると、18
0度通電駆動から間欠通電駆動に切換えられる。
More specifically, when the motor is started, it is started by intermittent energization drive, and is driven as it is.
After that, when the rotation speed increases and reaches the first rotation speed, the intermittent energization drive is switched to the 180-degree energization drive. On the contrary, when the rotation speed of the motor decreases to the first rotation speed, 18
The 0-degree energization drive is switched to the intermittent energization drive.

【0019】このように、起動時に間欠通電駆動を選択
することにより、短時間でモータコイルに発生する誘起
電圧を検出できるので、センサレス運転に移行すること
ができる。その結果、速やかな起動を行える。起動した
後、180度通電駆動に切換えることにより、この駆動
方式の高効率、低騒音、低振動といった利点を活かした
モータ駆動を行える。
As described above, by selecting the intermittent energization drive at the time of start-up, the induced voltage generated in the motor coil can be detected in a short time, so that it is possible to shift to the sensorless operation. As a result, quick startup can be performed. By switching to 180-degree energization drive after starting, it is possible to drive the motor by taking advantage of the high efficiency, low noise, and low vibration of this drive system.

【0020】そして、第1回転数より高い第2回転数を
設定して、選択手段は、モータの回転数が前記第1回転
数未満のとき、間欠通電駆動方式を選択し、第1回転数
以上第2回転数未満のとき、180度通電駆動方式を選
択し、第2回転数以上のとき、間欠通電駆動方式を選択
するようにする。高速回転になるほど180度通電駆動
では、正弦波駆動する場合、正弦波の分解能が低くな
り、制御精度が悪化することがある。そのため、高速回
転において間欠通電駆動に切換えることにより、ロータ
位置を確実に検出して、安定した駆動を行うことができ
るので、駆動制御の信頼性を高めることができる。
Then, the second rotation speed higher than the first rotation speed is set, and when the rotation speed of the motor is less than the first rotation speed, the selecting means selects the intermittent energization drive method to set the first rotation speed. When the rotation speed is less than the second rotation speed, the 180-degree energization drive method is selected, and when the rotation speed is more than the second rotation speed, the intermittent conduction drive method is selected. In the 180-degree energization drive as the rotation speed increases, when the sine wave drive is performed, the resolution of the sine wave becomes low and the control accuracy may deteriorate. Therefore, by switching to intermittent energization drive at high speed rotation, the rotor position can be detected reliably and stable drive can be performed, so the reliability of drive control can be improved.

【0021】モータが駆動する負荷としては、空気調和
機、冷蔵庫において使用される周期的に負荷変動が生じ
る特性を有する圧縮機があり、間欠通電駆動時に、圧縮
機の負荷変動にモータトルクが対応するようにモータの
トルク制御を行うトルク制御手段を設ける。間欠通電駆
動を行う低速時は、高速時に比べて負荷変動の影響を受
けやすいので、1回転中の負荷変動とモータトルクとを
一致させるようにトルク制御を行うことにより、回転数
変動や振動を抑制することができる。
As the load driven by the motor, there is a compressor used in an air conditioner or a refrigerator, which has a characteristic that load fluctuations occur periodically, and the motor torque corresponds to the load fluctuations of the compressor during intermittent energization drive. Torque control means for controlling the torque of the motor is provided. At low speeds when intermittent energization drive is performed, it is more likely to be affected by load fluctuations than at high speeds. Therefore, by performing torque control so that load fluctuations during one rotation and motor torque match, fluctuations in rotation speed and vibrations are suppressed. Can be suppressed.

【0022】なお、間欠通電駆動から180度通電駆動
に切換えるときの第1回転数は、トルク制御を行わなく
ても圧縮機の振動が規定値以下となる回転数とされる。
このように設定することにより、トルク制御の実施が困
難な180度通電駆動時の制御の負担を減らすことがで
きる。
The first rotation speed at the time of switching from the intermittent energization drive to the 180-degree energization drive is the rotation speed at which the vibration of the compressor becomes equal to or less than the specified value without torque control.
By setting in this way, it is possible to reduce the control load at the time of 180-degree energization drive in which torque control is difficult to implement.

【0023】トルク制御手段において、間欠通電駆動か
ら180度通電駆動に切換えるとき、トルク制御を停止
するようにする。すなわち、トルク制御を行っている間
欠通電駆動から急にトルク制御のない180度通電駆動
に切換えると、負荷変動によって振動が大きくなる等の
問題が生じ、制御が安定しなくなるおそれがある。そこ
で、切換え前の所定期間だけトルク制御を禁止すること
により、制御の安定化を図れる。
In the torque control means, when the intermittent energization drive is switched to the 180-degree energization drive, the torque control is stopped. That is, when the intermittent energization drive in which the torque control is performed is suddenly switched to the 180-degree energization drive in which the torque control is not performed, a problem such as an increase in vibration due to load fluctuation may occur, and the control may become unstable. Therefore, the control can be stabilized by prohibiting the torque control for a predetermined period before the switching.

【0024】また、180度通電駆動から間欠通電駆動
に切換えるとき、一旦トルク制御を停止した後、トルク
制御を行うことにより、上記と同様、制御の安定化を図
れる。なお、第1回転数より低い第3回転数を設定し
て、モータの回転数が第3回転数より低いとき、トルク
制御を行い、第3回転数以上のときトルク制御を行わな
いようにしてもよい。
When the 180-degree energization drive is switched to the intermittent energization drive, the torque control is temporarily stopped and then the torque control is performed, whereby the control can be stabilized in the same manner as described above. In addition, by setting a third rotation speed lower than the first rotation speed, torque control is performed when the rotation speed of the motor is lower than the third rotation speed, and torque control is not performed when the rotation speed is equal to or higher than the third rotation speed. Good.

【0025】ここで、トルク制御手段は、モータの回転
数あるいはモータの負荷状態に基づいて設定された複数
のトルクパターンからロータの機械的位置に応じてトル
クパターンを選択して、トルク制御を行うものである。
Here, the torque control means selects a torque pattern according to the mechanical position of the rotor from among a plurality of torque patterns set on the basis of the number of rotations of the motor or the load state of the motor to perform torque control. It is a thing.

【0026】そして、間欠通電駆動から180度通電駆
動に切換えるときのロータの機械的位置情報を保持し
て、180度通電駆動から間欠通電駆動に切換えると
き、保持していた機械的位置情報に基づいてトルク制御
を行う。これによって、駆動方式の切換え後にロータの
機械的位置の決定を再度行う必要がなくなり、すぐにト
ルク制御を開始することができる。したがって、常に回
転数変動の低減や低振動化を図れる。
Then, the mechanical position information of the rotor at the time of switching from the intermittent energization drive to the 180 ° energization drive is held, and based on the mechanical position information held at the time of switching from the 180 ° energization drive to the intermittent energization drive. Torque control. As a result, it is not necessary to determine the mechanical position of the rotor again after switching the drive system, and torque control can be started immediately. Therefore, it is possible to always reduce the fluctuation of the rotation speed and reduce the vibration.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態のモータの制
御装置を図1に示す。図1において、1はモータ、2は
モータ1を駆動するインバータ回路、3は交流電源4を
整流してインバータ回路2に直流電源を供給するコンバ
ータ回路、5はモータ1を駆動制御するためのマイコン
あるいはDSPからなる制御回路、6はモータ1の状態
あるいは外部指示により駆動方式を決定する駆動方式選
択部、7はモータ1を通電角180度未満の通電休止期
間を設けた間欠通電駆動とするため、通電タイミングの
設定、駆動電圧(PWMデューティ)基準値の設定など
の制御を行う間欠通電駆動部、8はモータ1を180度
通電駆動するため、通電タイミングの設定、駆動電圧
(PWMデューティ)基準値の設定などの制御を行う1
80度通電駆動部、9はインバータ回路2の各駆動素子
を駆動するためのPWM信号を駆動素子ごとに作成し出
力するPWM作成/各相分配部、10はDC電圧の1/
2の基準電圧を作成する抵抗、11はモータ1の誘起電
圧波形とDC電圧の1/2の基準電圧を比較するコンパ
レータ、12はモータ1のモータコイルに流れる電流を
検出するモータ電流検出手段である。なお、インバータ
回路2への電源供給は、近年行われている可変電源供給
方法である、いわゆるPAM制御を用いてもよい。
FIG. 1 shows a motor control device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a motor, 2 is an inverter circuit that drives the motor 1, 3 is a converter circuit that rectifies an AC power supply 4 and supplies DC power to the inverter circuit 2, and 5 is a microcomputer for driving and controlling the motor 1. Alternatively, 6 is a control circuit including a DSP, 6 is a drive system selection unit that determines the drive system according to the state of the motor 1 or an external instruction, and 7 is for intermittently energizing the motor 1 with an energization pause period of less than 180 degrees of energization. The intermittent energization drive unit 8 controls the energization timing, the drive voltage (PWM duty) reference value, and the like. The energization timing is set and the drive voltage (PWM duty) reference is provided because the motor 8 energizes the motor 1 by 180 degrees. Controls such as setting values 1
80 degree energization drive unit, 9 is a PWM creation / phase distribution unit that creates and outputs a PWM signal for driving each drive element of the inverter circuit 2 for each drive element /
2 is a resistor that creates a reference voltage, 11 is a comparator that compares the induced voltage waveform of the motor 1 with a reference voltage that is ½ of the DC voltage, and 12 is a motor current detection unit that detects the current flowing through the motor coil of the motor 1. is there. Note that the power supply to the inverter circuit 2 may use so-called PAM control, which is a variable power supply method that has been performed in recent years.

【0028】交流電源4から商用電源の交流電圧がコン
バータ回路3に入力され、リアクタ、整流回路、平滑回
路から構成されるコンバータ回路3において、交流電圧
を直流電圧に整流し、直流電圧のリップル分が平滑化さ
れ、整流された直流電圧はインバータ回路2に与えられ
る。インバータ回路2は、6個の半導体スイッチング素
子である駆動素子が3相ブリッジ状に結線されており、
インバータ回路2からの駆動電圧は3相ブラシレスモー
タ1に出力される。
The AC voltage of the commercial power source is input from the AC power source 4 to the converter circuit 3, and the converter circuit 3 including a reactor, a rectifying circuit, and a smoothing circuit rectifies the AC voltage into a DC voltage, and a ripple component of the DC voltage. Is smoothed, and the rectified DC voltage is applied to the inverter circuit 2. In the inverter circuit 2, six driving elements, which are semiconductor switching elements, are connected in a three-phase bridge shape,
The drive voltage from the inverter circuit 2 is output to the three-phase brushless motor 1.

【0029】駆動方式選択部6では、モータ1を間欠通
電駆動するか、あるいは180度通電駆動するかといっ
た駆動方式の選択をモータ1の状態あるいは外部指示に
よって行う。モータ1の状態とは、回転数、効率、負荷
状態、外乱状態などである。例えば、低速では間欠通電
駆動、高速では180度通電駆動とする、あるいは軽負
荷では間欠通電駆動、高負荷では180度通電駆動とし
てもよい。そして、180度通電駆動の継続が困難とな
るような外乱発生時に、間欠通電駆動に切換えるように
してもよい。さらに、操作者が、外部スイッチにより駆
動方式を切換えることもできる。例えば、夜間に運転す
るとき低騒音化を重視して、180度通電駆動を行いた
い場合に切換える。
The drive method selection unit 6 selects a drive method such as intermittent energization drive or 180 degree energization drive of the motor 1 according to the state of the motor 1 or an external instruction. The state of the motor 1 includes the number of revolutions, efficiency, load state, disturbance state, and the like. For example, intermittent energization drive may be performed at low speed, 180 degree energization drive at high speed, or intermittent energization drive at light load and 180 degree energization drive at high load. The intermittent energization drive may be switched when a disturbance that makes it difficult to continue the 180-degree energization drive. Furthermore, the operator can switch the drive system by an external switch. For example, when driving at night, emphasis is placed on noise reduction, and switching is performed when 180-degree energization drive is desired.

【0030】間欠通電駆動のセンサレスでの位置検出手
段には、大きく分けてアナログ方式とデジタル方式の2
つの方式がある。なお、図1に示すものは、デジタル方
式を用いた場合の一例である。アナログ方式では、モー
タ端子電圧波形を入力する位置検出入力部にコンデンサ
と抵抗からなるアナログフィルタ回路が挿入され、正弦
波状に波形整形してコンパレータに入力し、仮想中点電
位と比較し、位置検出信号を生成している。このフィル
タ回路のため、実際の誘起電圧波形とは、90度位相が
ずれる。
The sensorless position detecting means of intermittent energization drive is roughly divided into an analog type and a digital type.
There are two methods. In addition, what is shown in FIG. 1 is an example of a case where a digital method is used. In the analog method, an analog filter circuit consisting of a capacitor and a resistor is inserted in the position detection input section that inputs the motor terminal voltage waveform, and the waveform is shaped into a sine wave and input to the comparator, and compared with the virtual midpoint potential to detect the position. Generating a signal. Because of this filter circuit, it is 90 degrees out of phase with the actual induced voltage waveform.

【0031】デジタル方式では、モータの誘起電圧波形
をPWMスイッチングしたパルス状の波形のままコンパ
レータ11に入力し、抵抗10で作成されたDC電圧の
1/2の基準電圧と比較して、位置検出信号を生成す
る。ただし、PWM波形のオフ時は誘導電圧波形が現れ
ないため、オン時のみ検出できるように制御回路5内部
で処理している。この検出した位置信号を基にして、実
際のPWM波形の出力するタイミングを決定し、進角
(弱め界磁)制御を行っている。
In the digital system, the waveform of the induced voltage of the motor is input to the comparator 11 as it is in the form of a PWM-switched pulse, and compared with the reference voltage of 1/2 of the DC voltage created by the resistor 10 to detect the position. Generate a signal. However, since the induced voltage waveform does not appear when the PWM waveform is off, processing is performed inside the control circuit 5 so that it can be detected only when it is on. Based on the detected position signal, the actual output timing of the PWM waveform is determined, and the advance angle (field weakening) control is performed.

【0032】このような進角制御により、高効率運転と
高回転数域の拡大を図れる。また、フィルタ回路がない
ため、検出精度が高く、位相遅れもなく、進角(弱め界
磁)制御も容易になる。さらに、誘導電圧が小さい低速
域でも位置検出が可能となり、起動時に低回転数からセ
ンサレス運転が可能となる。これにより起動電流が低減
されるので、過大電流によるインバータ回路2のトラン
ジスタ等の駆動素子の破壊を防ぐことができ、駆動制御
の信頼性向上も図れる。
With such advance angle control, it is possible to achieve high efficiency operation and expansion of the high rotational speed range. Further, since there is no filter circuit, the detection accuracy is high, there is no phase delay, and the advance angle (field weakening) control becomes easy. Further, the position can be detected even in a low speed range where the induced voltage is small, and the sensorless operation can be performed from a low rotation speed at the time of starting. As a result, the start-up current is reduced, so that it is possible to prevent the drive element such as the transistor of the inverter circuit 2 from being destroyed by the excessive current, and the reliability of the drive control can be improved.

【0033】また、図1に示すような180度通電駆動
のセンサレス駆動方式である、モータ駆動電圧とモータ
電流の位相差に基づいて駆動制御する方式では、いわゆ
る強制励磁で時間経過とともに通電を切換えていき、モ
ータ駆動電圧を変化させることにより、モータ電流検出
手段12で検出したモータ電流とモータ駆動電圧のモー
タ電流位相差、すなわち通電タイミングを制御する。そ
の詳細については、特開2001−54297号公報に
開示されている。
In a sensorless drive system of 180-degree energization drive as shown in FIG. 1, which is a drive control based on a phase difference between a motor drive voltage and a motor current, energization is switched over time by so-called forced excitation. Then, by changing the motor drive voltage, the motor current phase difference between the motor current detected by the motor current detection means 12 and the motor drive voltage, that is, the energization timing is controlled. Details thereof are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-54297.

【0034】なお、効率の向上、トルク変動、振動、騒
音の抑制のためには、180度通電駆動として、駆動波
形の滑らかな変化が実現できる正弦波状にすることが望
ましい。また、間欠通電駆動の駆動波形としては、通電
角を180度未満として駆動波形中に通電体止期間を設
けて、その間に発生する誘起電圧を検出できれば、いか
なる駆動波形でも構わない。例えば120度通電駆動と
すれば、完全2相通電であり、矩形波通電が可能である
ので、各相に供給する駆動波形を作成しやすいという利
点がある。
In order to improve efficiency and suppress torque fluctuation, vibration, and noise, it is desirable that the 180-degree energization drive is a sinusoidal waveform that can realize a smooth change of the drive waveform. The drive waveform of the intermittent energization drive may be any drive waveform as long as the energization angle is less than 180 degrees, the energization period is provided in the drive waveform, and the induced voltage generated during that period can be detected. For example, if the 120-degree energization drive is used, it is a complete two-phase energization and rectangular wave energization is possible, so there is an advantage that it is easy to create a drive waveform to be supplied to each phase.

【0035】各駆動方式における駆動波形を示す。図2
は間欠通電駆動の一例である矩形波120度通電の駆動
波形、図3は180度通電駆動の一例である正弦波通電
の駆動波形である。なお、図2、3は、インバータ回路
2の駆動素子を駆動する信号(PWM作成/各相分配部
9の出力)をコイル端子ごとにアナログ値として示した
波形図であり、実際の通電期間中の駆動波形は数〜数十
kHzでPWMチョッピングされ、目標回転数になるよ
うにPWM駆動信号のデューティが変更される。デュー
ティの変更によって、モータ1に印加される電圧または
電流が変更され、回転数およびトルクの制御が行われ
る。
The drive waveforms in each drive method are shown. Figure 2
Is a drive waveform of a rectangular wave 120 ° energization, which is an example of intermittent energization drive, and FIG. 3 is a drive waveform of a sine wave energization, which is an example of a 180 ° energization drive. 2 and 3 are waveform diagrams showing signals for driving the drive elements of the inverter circuit 2 (PWM creation / output of each phase distribution unit 9) as analog values for each coil terminal, during the actual energization period. The PWM drive waveform is PWM-chopped at several to several tens of kHz, and the duty of the PWM drive signal is changed so as to reach the target rotation speed. By changing the duty, the voltage or current applied to the motor 1 is changed, and the rotation speed and torque are controlled.

【0036】ここで、センサレス運転においては、停止
位置の検出が困難であるため、モータ起動方法が大きな
課題となっている。モータ駆動電圧とモータ電流の位相
差に基づいて駆動制御する180度通電駆動方式の起動
方法としては、特開2001−54295号公報に開示
されている。図4にように、モータ駆動電圧を低電圧状
態から徐々に上昇させ、その間のモータ駆動電圧とモー
タ電流の位相差が安定状態にあるか不安定状態にあるか
により安定起動状態を検出するものであり、起動完了ま
でに3秒〜10秒程度の時間がかかる。
Here, in the sensorless operation, it is difficult to detect the stop position, so that the motor starting method is a major problem. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-54295 discloses a 180-degree energization drive system starting method in which drive control is performed based on a phase difference between a motor drive voltage and a motor current. As shown in FIG. 4, the motor drive voltage is gradually increased from the low voltage state, and the stable start state is detected depending on whether the phase difference between the motor drive voltage and the motor current is stable or unstable. Therefore, it takes about 3 to 10 seconds to complete the startup.

【0037】次に、間欠通電駆動方式の起動方法として
は、モータ1をまず強制励磁運転で始動させ、誘起電圧
を検出できた時点で、センサレス運転に移行する方法が
一般的である。図5に間欠通電駆動の起動時のモータ電
流波形を示す。この方法では、始動後、モータが1回転
程度する短時間のうちに起動電圧を検出し、センサレス
運転に移行できるため、起動完了までの時間は1秒程度
である。
Next, as a method for starting the intermittent energization drive method, a method is generally used in which the motor 1 is first started by a forced excitation operation, and when the induced voltage can be detected, a sensorless operation is started. FIG. 5 shows a motor current waveform at the time of starting the intermittent energization drive. According to this method, the starting voltage can be detected and the sensorless operation can be performed within a short time after the start of rotation of the motor, so that the time required to complete the starting is about 1 second.

【0038】このように間欠通電駆動方式では、起動完
了までの時間が短くなり、起動電流を低減でき、インバ
ータ回路2の駆動素子の信頼性向上も図れる。そこで、
駆動方式選択部6により、起動時は間欠通電駆動を選択
して速やかに起動し、起動完了後、180度通電駆動に
切換えるような制御を行う。このときのモータ電流波形
を図6に示す。
As described above, in the intermittent energization drive method, the time required to complete the start-up can be shortened, the start-up current can be reduced, and the reliability of the drive element of the inverter circuit 2 can be improved. Therefore,
The drive system selection unit 6 selects the intermittent energization drive at the time of start-up and promptly starts up, and after completion of the start-up, controls to switch to 180-degree energization drive. The motor current waveform at this time is shown in FIG.

【0039】次に、180度通電駆動方式における他の
センサレス駆動方式について説明する。図7に示すよう
に、モータ1のモータコイルに流れる電流を検出するモ
ータ電流検出手段13a、13bを設ける。図1と同じ
く間欠通電駆動のセンサレス駆動方式として、デジタル
方式を用いている。この180度通電駆動のセンサレス
駆動方式では、固定子巻線の印加電圧、モータ電流検出
手段13a、13bにより検出したモータ電流およびモ
ータ1の機器定数を用いて、所定の高速演算を行ってロ
ータ位置を解析し、通電タイミングを決定する。
Next, another sensorless drive system in the 180-degree conduction drive system will be described. As shown in FIG. 7, motor current detection means 13a and 13b for detecting the current flowing through the motor coil of the motor 1 are provided. As in FIG. 1, a digital system is used as a sensorless drive system for intermittent energization drive. In this sensorless drive method of 180-degree energization drive, a predetermined high speed calculation is performed using the applied voltage of the stator winding, the motor current detected by the motor current detection means 13a and 13b, and the device constant of the motor 1 to perform the rotor position. Is analyzed and the energization timing is determined.

【0040】この方式での180度通電駆動の起動時の
モータ電流波形を図8に示す。モータ1をまず強制励磁
運転で始動させ、徐々に回転数を上昇させ、所定回転数
に達した時点で、センサレス運転に移行する。この方式
では、間欠通電駆動方式に比べ起動完了までの時間が長
くなる。そこで、駆動方式選択部6により、起動時は間
欠通電駆動を選択し、起動完了後、180度通電駆動に
切換えるようにする。これによって、速やかに起動でき
るとともに、起動電流を低減でき、インバータ回路2の
駆動素子の信頼性向上も図れる。なお、このときの起動
時のモータ電流波形は、図6と同様である。
FIG. 8 shows a motor current waveform at the time of starting the 180-degree energization drive in this system. First, the motor 1 is started by the forced excitation operation, the rotation speed is gradually increased, and when the rotation speed reaches a predetermined value, the sensorless operation is started. In this method, the time required to complete the startup is longer than in the intermittent energization drive method. Therefore, the drive method selection unit 6 selects the intermittent energization drive at the time of startup, and switches to the 180-degree energization drive after completion of the startup. As a result, the start-up current can be promptly reduced, the start-up current can be reduced, and the reliability of the drive element of the inverter circuit 2 can be improved. The motor current waveform at the time of startup at this time is the same as in FIG.

【0041】次に、モータ1が駆動する負荷としては、
1回転中の負荷変動がある周期性を有する特性を備えた
圧縮機がある。一般的に空気調和機、冷蔵庫などに用い
られている圧縮機は、冷凍サイクルの重要な構成部品で
あり、冷媒を圧縮させて高温、高圧状態にして熱交換を
行っている。通常この圧縮動作は、大きく3つの行程に
分けられ、まず圧縮機内部のシリンダ内に冷媒を満たす
吸入行程があり、次にシリンダ内の冷媒を圧縮する圧縮
行程があり、最後に圧縮した冷媒を圧縮機外部に放出す
る吐出行程がある。圧縮機では、各行程に従って1回転
中の負荷変動が周期的に生じる。
Next, as the load driven by the motor 1,
2. Description of the Related Art There is a compressor having a characteristic of having a periodicity with a load variation during one rotation. A compressor generally used in an air conditioner, a refrigerator, etc. is an important component of a refrigeration cycle, and compresses a refrigerant to bring it into a high temperature and high pressure state for heat exchange. Usually, this compression operation is roughly divided into three strokes. First, there is a suction stroke that fills the refrigerant in the cylinder inside the compressor, and then there is a compression stroke that compresses the refrigerant in the cylinder. There is a discharge stroke that discharges to the outside of the compressor. In the compressor, load fluctuations during one rotation occur periodically according to each stroke.

【0042】そして、圧縮機は、その圧縮機構に応じて
ロータリ方式、レシプロ方式、スクロール方式などがあ
る。なかでもロータリ方式は、他方式に比べ、構造が簡
単で部品点数も少なく、低コストであり、シリンダ部分
の構造により圧縮効率もよく、高効率化が容易であると
いったことから多く採用されている。ただし、このロー
タリ方式は、圧縮動作を行うために偏心したロータリピ
ストンがシリンダ内部で回転して、吸入、圧縮、吐出の
各行程を行っている。そのため、1回転中の吸入、圧
縮、吐出による負荷変動と回転軸の偏心により振動や騒
音が大きくなるといった問題がある。
The compressor may be a rotary type, a reciprocating type, a scroll type, or the like, depending on the compression mechanism. Among them, the rotary method is often adopted because it has a simple structure, has a small number of parts, is low in cost, and has a high compression efficiency due to the structure of the cylinder portion, and it is easy to achieve high efficiency, as compared with other methods. . However, in this rotary system, a rotary piston, which is eccentric to perform a compression operation, rotates inside the cylinder to perform suction, compression, and discharge strokes. Therefore, there is a problem that vibration and noise increase due to load fluctuation due to suction, compression, and discharge during one rotation and eccentricity of the rotating shaft.

【0043】この問題に対して、シリンダ部分を2つと
して、ロータリピストンの回転を180度ずらして、お
互いの振動を打ち消すようにしたツインロータリ方式が
実用化されている。しかしながら、シリンダ部が1つの
シングルロータリ方式に比べ、構造が複雑になり、コス
トが上がり、効率も低下するといった問題がある。
To solve this problem, a twin rotary system has been put to practical use in which two cylinder parts are provided and the rotations of the rotary pistons are shifted by 180 degrees so as to cancel out the mutual vibrations. However, compared to the single rotary system with one cylinder, there are problems that the structure is complicated, the cost is increased, and the efficiency is reduced.

【0044】一方、シングルロータリ方式は、高効率で
あるが、回転慣性が小さくなる低回転数域では、回転数
変動および振動が非常に大きくなり、モータ電流波形も
大きく乱れる。そのため、180度通電駆動における制
御精度や位置検出精度が悪化し、高効率な運転が実現で
きない。さらには、モータ通電の脱調、モータ停止とい
った事態を引き起こす危険性が、120度通電駆動をは
じめとする間欠通電駆動に比べて非常に大きくなる。な
お、間欠通電駆動における通電タイミングは、検出され
る誘起電圧に依存しているので、制御性能に関わらず、
いかなるときでも正確な通電タイミングを実現できる。
On the other hand, the single rotary system has a high efficiency, but in a low rotational speed region where the rotational inertia is small, the rotational speed fluctuation and vibration become very large, and the motor current waveform is greatly disturbed. Therefore, the control accuracy and the position detection accuracy in 180-degree energization drive deteriorate, and highly efficient operation cannot be realized. Furthermore, the risk of causing a situation such as step-out of energization of the motor or stop of the motor becomes much greater than that of intermittent energization driving such as 120-degree energization driving. Since the energization timing in the intermittent energization drive depends on the detected induced voltage, regardless of the control performance,
Accurate energization timing can be realized at any time.

【0045】そこで、負荷変動が大きく、しかも低回転
域での回転数変動が生じやすい圧縮機、特にシングルロ
ータリ方式の圧縮機を駆動する場合、駆動方式選択部6
は、起動時およびモータ1の回転数が所定回転数(第1
回転数)α未満の低速時には、間欠通電駆動を選択し、
所定回転数α以上の高速時には、180度通電駆動に切
換える制御を行う。このような制御を行うことにより、
高効率で信頼性の高い駆動制御を実現することができ
る。
Therefore, in the case of driving a compressor which has a large load fluctuation and in which the rotation speed fluctuation is likely to occur in a low rotation range, in particular, a single rotary type compressor, the drive method selection section 6 is used.
At the time of start-up and the rotation speed of the motor 1 is a predetermined rotation speed (first
At low speeds less than the number of revolutions α, select intermittent energization drive,
At a high speed equal to or higher than the predetermined rotation speed α, control is performed to switch to 180-degree energization drive. By performing such control,
It is possible to realize highly efficient and highly reliable drive control.

【0046】制御回路5には、図9に示すような通電方
式選択テーブルが記憶されており、駆動方式選択部6
は、モータ1の回転数に応じてこのテーブルから駆動方
式を選択する。例えば、起動時および3000rpm未
満の低速時には、間欠通電駆動を行い、3000rpm
以上の高速時には、180度通電駆動とする。ここで、
所定回転数αを3000rpmとしているのは、一般に
モータ1がシングルロータリ方式の圧縮機を駆動する場
合、3000rpm程度以上の高速域では、回転慣性が
大きくなり、回転数変動、振動が低速域に比べ小さくな
るため、センサレス運転での180度通電駆動を問題な
く行うことができるからである。
The control circuit 5 stores an energization method selection table as shown in FIG.
Selects a drive method from this table according to the rotation speed of the motor 1. For example, at start-up and at a low speed of less than 3000 rpm, intermittent energization drive is performed and 3000 rpm
At the above high speed, 180-degree energization drive is performed. here,
The predetermined rotation speed α is set to 3000 rpm, in general, when the motor 1 drives a single rotary compressor, the rotation inertia becomes large in a high speed range of about 3000 rpm or more, and the rotation speed fluctuation and vibration are smaller than those in the low speed range. This is because it becomes smaller, so that 180-degree energization drive in sensorless operation can be performed without problems.

【0047】ところで、モータ1がシングルロータリ方
式の圧縮機を駆動する場合、3000rpm程度未満の
低速域では、回転慣性が小さく、回転数変動および振動
が高速域に比べ大きくなる。そこで、低速域では、モー
タトルクを制御して回転数変動および振動を抑制する駆
動方法が提案されている。この方法は、負荷トルクの大
きいロータ位置では、モータトルクを大きくし、逆に負
荷トルクの小さくなるロータ位置では、モータトルクを
小さくして、1回転中のロータ速度を一定にして、振動
を低減させるものである。
By the way, when the motor 1 drives a single rotary type compressor, in a low speed range of less than 3000 rpm, the rotational inertia is small, and fluctuations in rotation speed and vibration are greater than in the high speed range. Therefore, in the low speed range, a drive method has been proposed in which the motor torque is controlled to suppress fluctuations in rotation speed and vibrations. This method increases the motor torque at the rotor position where the load torque is large, and conversely reduces the motor torque at the rotor position where the load torque is small to keep the rotor speed constant during one rotation to reduce vibration. It is what makes me.

【0048】間欠通電駆動におけるトルク制御では、圧
縮機の吸込行程および圧縮行程による負荷トルク変動に
対応するように予めメモリ等の記憶手段に記憶されてい
るトルクパターンを用いて、ロータ位置に応じてインバ
ータ回路2の出力電圧を変化させ、1回転中におけるモ
ータトルクを制御することができるので、容易に実施で
きる。180度通電駆動におけるトルク制御では、負荷
トルク変動により制御精度や位置検出精度が悪化するた
め、また制御回路5内のマイコンの演算処理の負荷も大
きくなるため、実施が困難である。
In the torque control in the intermittent energization drive, a torque pattern stored in advance in a storage means such as a memory so as to correspond to the load torque fluctuation due to the suction stroke and the compression stroke of the compressor is used, depending on the rotor position. Since the output voltage of the inverter circuit 2 can be changed to control the motor torque during one rotation, it can be easily implemented. The torque control in the 180-degree energization drive is difficult to implement because the control accuracy and the position detection accuracy deteriorate due to the load torque fluctuation, and the load of the arithmetic processing of the microcomputer in the control circuit 5 increases.

【0049】そこで、所定回転数(第1回転数)未満の
低速時には、間欠通電駆動を選択し、圧縮機の1回転中
の負荷変動とモータトルクとを一致させるべくトルク制
御を行うことにより、回転数変動の低減、圧縮機の低振
動化、低騒音化を図ることができる。
Therefore, at a low speed less than a predetermined rotation speed (first rotation speed), intermittent energization drive is selected, and torque control is performed to match the load fluctuation during one rotation of the compressor with the motor torque. It is possible to reduce fluctuations in rotation speed, reduce vibration of the compressor, and reduce noise.

【0050】間欠通電駆動の一例である120度通電駆
動でのトルク制御について説明する。図10に示すよう
な1回転中の負荷変動の大きいシングルロータリ方式の
圧縮機を複数のトルクパターンを用いて制御する場合、
図11に示す予めロータの機械的位置毎のトルク補償量
であるデータ(トルクパターン)を制御回路5のROM
等の記憶手段に記憶しておく。なお、ROM化するデー
タとしては、モータトルクをPWMデューティにより制
御する場合、PWMデューティの補償量であり、概ね負
荷トルクの大きい区間は電流が大きくなるようにPWM
デューティを補償し、負荷トルクの小さい区間は電流が
少なくなるようにPWMデューティを補償する。この補
償量は、圧縮機の振動や騒音が低くなるように、またモ
ータ1の効率が高くなるように、実験やシミュレーショ
ンにより調整を行い、決定される。また、その補償量も
負荷に応じて変化させる必要がある。そこで、回転数を
複数の領域に分け、検出された回転数に対応しているト
ルクパターンを記憶手段から読み出し、そのトルクパタ
ーンを用いてPWMデューティを補償することにより、
トルク制御性能を向上させることができる。
The torque control in the 120-degree energization drive, which is an example of the intermittent energization drive, will be described. When controlling a single rotary type compressor having a large load fluctuation during one rotation as shown in FIG. 10 using a plurality of torque patterns,
The data of the torque compensation amount (torque pattern) shown in FIG. 11 for each mechanical position of the rotor is stored in the ROM of the control circuit 5 in advance.
It is stored in storage means such as. When the motor torque is controlled by the PWM duty, the data to be stored in the ROM is the PWM duty compensation amount.
The duty is compensated, and the PWM duty is compensated so that the current is reduced in a section where the load torque is small. This compensation amount is determined by making adjustments through experiments and simulations so that the vibration and noise of the compressor are reduced and the efficiency of the motor 1 is increased. Also, the amount of compensation must be changed according to the load. Therefore, the rotation speed is divided into a plurality of regions, the torque pattern corresponding to the detected rotation speed is read from the storage means, and the PWM duty is compensated by using the torque pattern.
The torque control performance can be improved.

【0051】具体的には、ロータの機械的位置に対応し
たステートに応じて所定のPWMデューティ補償量を記
憶手段から読み出して、ロータの機械的位置毎のPWM
デューティを補正する。ここで、ステートとは、図12
に示すようにロータ1回転を各通電モードつまり転流毎
に分割したものであり、4極ブラシレスモータでは12
分割され、ステート0〜ステート11までの12ステー
トを持つ。ただし、ステートnとステートn+6(n:
0〜5の整数)の通電モードは同一であり、電気的な位
置は同一であるが、機械的な位置は異なる。
Specifically, a predetermined PWM duty compensation amount is read from the storage means according to the state corresponding to the mechanical position of the rotor, and the PWM for each mechanical position of the rotor is read.
Correct the duty. Here, the state is shown in FIG.
As shown in Fig. 1, one rotation of the rotor is divided for each energization mode, that is, for each commutation.
It is divided and has 12 states from state 0 to state 11. However, state n and state n + 6 (n:
The energization modes (integer 0 to 5) are the same, the electrical positions are the same, but the mechanical positions are different.

【0052】ここで、間欠通電駆動と180度通電駆動
を切換える所定回転数(第1回転数)としては、トルク
制御を行わなくても、圧縮機の振動が所定値以下となる
ときの回転数にするとよい。図13にシングルロータリ
方式の圧縮機を間欠通電駆動した場合において、トルク
制御ありの場合とトルク制御なしの場合の回転数−振動
特性を示す。これは、最も振動が大きく現れる回転方向
の振動振幅を測定した結果である。空気調和機の室外機
の配管の信頼性などを考慮して、圧縮機の振動を100
μm以下となるようにするには、回転数3000rpm
未満でトルク制御を行う必要があり、3000rpm以
上ではトルク制御なしでも問題ないことが分かる。
Here, the predetermined number of revolutions (first number of revolutions) for switching between the intermittent energization drive and the 180-degree energization drive is the number of revolutions when the vibration of the compressor becomes a predetermined value or less without torque control. It should be set to. FIG. 13 shows the rotational speed-vibration characteristics of the single rotary type compressor driven with intermittent energization, with and without torque control. This is the result of measuring the vibration amplitude in the rotation direction where the largest vibration appears. Considering the reliability of the piping of the outdoor unit of the air conditioner, set the vibration of the compressor to 100%.
The rotation speed is 3000 rpm in order to keep it below μm.
It is understood that it is necessary to perform torque control at less than 3000 rpm, and there is no problem at 3000 rpm or more without torque control.

【0053】したがって、制御回路5は、3000rp
m未満では低振動化を重視して間欠通電駆動でトルク制
御を行い、3000rpm以上はトルク制御を行わず、
高効率化や低騒音化を重視して180度通電駆動を行
う。
Therefore, the control circuit 5 is 3000 rp
If it is less than m, emphasis is placed on low vibration, torque control is performed by intermittent energization drive, torque control is not performed at 3000 rpm or more,
180 degree energization drive is performed with an emphasis on high efficiency and low noise.

【0054】上記の所定回転数において駆動方式を切換
えるが、モータ加速時にトルク制御ありの間欠通電駆動
から180度通電駆動ヘ急に切換えるのではなく、一旦
間欠通電駆動においてトルク制御ありからトルク制御な
しに切換え、その後180度通電駆動に切換えることに
より、制御が安定する。すなわち、間欠通電駆動から1
80度通電駆動への切換え前の所定時間だけ、トルク制
御を禁止するとよい。すなわち、予め駆動方式を切換え
るタイミングが既知とされ、起動時から計時して、この
タイミングに基づいたある時間に達したら、トルク制御
を所定時間だけ停止する。あるいは、駆動方式を切換え
るときの回転数(第1回転数)をトルク制御の切換え回
転数(第3回転数)より大きめに設定し、例えば第3回
転数としての3000rpmで間欠通電駆動におけるト
ルク制御ありからトルク制御なしに切換え、第1回転数
としての3200rpmで間欠通電駆動から180度通
電駆動へ切換えてもよい。
Although the drive system is switched at the above-mentioned predetermined number of revolutions, the intermittent current-carrying drive with torque control during motor acceleration is not suddenly switched to the 180-degree current-carrying drive, but the torque control is once performed without torque control in the intermittent current-carrying drive. The control is stabilized by switching to, and then switching to 180 ° energization drive. That is, from the intermittent energization drive to 1
It is advisable to prohibit the torque control for a predetermined time before switching to the 80-degree energization drive. That is, the timing for switching the drive system is known in advance, and the torque control is stopped for a predetermined time when a certain time based on this timing is measured from the time of start-up. Alternatively, the rotation speed (first rotation speed) when switching the drive system is set to be larger than the switching rotation speed (third rotation speed) of the torque control, and for example, torque control in intermittent energization drive at 3000 rpm as the third rotation speed. Alternatively, the torque control may be switched to without torque control, and the intermittent energization drive may be switched to the 180-degree energization drive at 3200 rpm as the first rotation speed.

【0055】また、モータ減速時において、180度通
電駆動から間欠通電駆動へ切換える場合も、180度通
電駆動からトルク制御ありの間欠通電駆動へ急に切換え
るのではなく、一旦180度通電駆動からトルク制御な
しの間欠通電駆動に切換え、その後間欠通電駆動におい
て、トルク制御なしからトルク制御ありに切換えること
により制御が安定する。例えば、180度通電駆動から
間欠通電駆動への切換え直後は、一旦トルク制御を禁止
し、所定時間経過後、トルク制御を許可するとよい。あ
るいは、駆動方式を切換えるときの回転数(第1回転
数)をトルク制御の切換え回転数(第3回転数)より大
きめに設定し、例えば3200rpmで180度通電駆
動から間欠通電駆動ヘ切換え、3000rpmで間欠通
電駆動においてトルク制御なしからトルク制御ありに切
換えてもよい。図14に回転数に対する駆動方式および
トルク制御の選択テーブルを示す。駆動方式選択部6
は、このテーブルにしたがって駆動方式およびトルク制
御の有無を選択する。
Also, when the 180-degree energization drive is switched to the intermittent energization drive at the time of deceleration of the motor, the 180-degree energization drive is temporarily switched from the 180-degree energization drive to the torque instead of the abrupt change from the 180-degree energization drive to the intermittent energization drive with torque control. Control is stabilized by switching to intermittent energization drive without control and then switching from no torque control to with torque control in intermittent energization drive. For example, immediately after switching from 180-degree energization drive to intermittent energization drive, torque control may be prohibited once, and torque control may be permitted after a predetermined time has elapsed. Alternatively, the rotation speed (first rotation speed) when switching the drive system is set to be larger than the switching rotation speed (third rotation speed) for torque control, and for example, 180 ° energization drive is switched to intermittent energization drive at 3200 rpm, 3000 rpm In the intermittent energization drive, it is possible to switch from no torque control to with torque control. FIG. 14 shows a selection table of the drive system and the torque control with respect to the rotation speed. Drive system selection unit 6
Selects the drive system and the presence / absence of torque control according to this table.

【0056】さらに、駆動方式選択部6は、モータ1が
加速して所定回転数α以上となり、間欠通電駆動から1
80度通電駆動への切換え時に、切換え時点の間欠通電
駆動の通電モードに応じて、切換え後の180度通電駆
動の通電位相を決定するようにする。これにより、駆動
方式の切換え時に、間欠通電駆動時の位相情報が引き継
がれ、正確な通電位相で次の駆動方式に安定に移行する
ことが可能となる。このとき、通電位相情報だけではな
く、間欠通電駆動部7のロータ機械的位置決定手段にお
いて決定したロータの機械的位置情報も引き継ぐように
して、180度通電駆動に切換わった後も保持し続け
る。その後、モータ1が減速して所定回転数α未満とな
り、180度通電駆動から間欠通電駆動への切換え時
に、切換え時点の180度通電駆動の通電位相に応じ
て、切換え後の間欠通電駆動の通電モードを決定する。
180度通電駆動時の位相情報が引き継がれ、正確な通
電モードで次の駆動方式に安定に移行することが可能と
なる。さらに、通電位相情報だけではなく、180度通
電駆動部8で保持していたロータ機械的位置情報も引き
継ぎ、このロータ機械的位置情報を用いて間欠通電駆動
におけるトルク制御を行う。
Further, the drive system selecting section 6 determines that the motor 1 is accelerated to a predetermined rotation number α or more, and the intermittent energization drive is started from 1
When switching to the 80-degree energization drive, the energization phase of the 180-degree energization drive after the switching is determined according to the energization mode of the intermittent energization drive at the time of switching. As a result, when the drive system is switched, the phase information at the time of intermittent energization drive is inherited, and it becomes possible to stably shift to the next drive system with an accurate energization phase. At this time, not only the energization phase information but also the mechanical position information of the rotor determined by the rotor mechanical position determining means of the intermittent energization drive unit 7 is inherited, and is kept held even after switching to the 180-degree energization drive. . After that, the motor 1 decelerates to less than the predetermined rotation speed α, and when the 180-degree energization drive is switched to the intermittent energization drive, the energization of the intermittent energization drive after the switching is performed according to the energization phase of the 180-degree energization drive at the time of switching. Determine the mode.
The phase information at the time of 180-degree energization drive is inherited, and it becomes possible to stably shift to the next drive method in the accurate energization mode. Further, not only the energization phase information but also the rotor mechanical position information held by the 180-degree energization drive unit 8 is taken over, and the torque control in the intermittent energization drive is performed using this rotor mechanical position information.

【0057】この具体例について、図12、15を用い
て説明する。図12は、120度通電駆動におけるステ
ートと機械角および電気角の関係、さらに各通電モード
を示しており、図15は、インバータ回路2の駆動素子
を駆動する信号(PWM作成/各相分配部9の出力)を
U相コイル端子の通電の様子をアナログ値として示した
波形図であり、180度通電駆動の通電位相とU相駆動
電圧波形の関係を示している。例えば、間欠通電駆動の
一例である120度通電駆動は、図12に示すように、
位置検出から所定角度後に通電モードを0,1,・・
・,5,0,・・・と順番に切換える方式である。
This specific example will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows the relationship between the state and the mechanical angle and the electrical angle in the 120-degree energization drive, and each energization mode. FIG. 15 shows a signal (a PWM creation / each phase distribution unit) for driving the drive element of the inverter circuit 2. 9) is a waveform diagram showing the state of energization of the U-phase coil terminal as an analog value, and shows the relationship between the energization phase of 180-degree energization drive and the U-phase drive voltage waveform. For example, the 120-degree energization drive, which is an example of the intermittent energization drive, is as shown in FIG.
Energization mode is 0, 1, ...
It is a method of switching in order of ..., 5, 0, ....

【0058】120度通電駆動から180度通電駆動へ
の切換え時には、切換え時点の通電モードから現在の通
電位相を算出する。例えば、120度通電駆動において
通電モード1から2への切換タイミングにおいて、12
0度通電駆動の通電モード1から180度通電駆動の正
弦波波形に切換えるとすると、通電位相は120度であ
り、この通電位相120度を用いて正弦波データを設定
することができる。
At the time of switching from 120-degree energization drive to 180-degree energization drive, the current energization phase is calculated from the energization mode at the time of switching. For example, at the timing of switching from energization mode 1 to 2 in 120-degree energization drive, 12
If the energization mode 1 of 0-degree energization drive is switched to the sine wave waveform of 180-degree energization drive, the energization phase is 120 degrees, and sinusoidal wave data can be set using this energization phase of 120 degrees.

【0059】このとき、通電位相情報だけではなく、間
欠通電駆動部7のロータ機械的位置決定手段において決
定したロータ機械的位置情報も引き継ぐため、機械的位
置判別フラグを用いる。切換え時のステートが、ステー
ト1であれば、機械的位置判別フラグをHighとし、
切換え時のステートが、ステート7であれば、機械的位
置判別フラグをLowとする。180度通電駆動部8
は、通電位相0度において、図15に示すように、機械
的位置判別フラグを反転させることにより、ロータ機械
的位置情報を保持し続ける。
At this time, not only the energization phase information but also the rotor mechanical position information determined by the rotor mechanical position determining means of the intermittent energization drive unit 7 is inherited, so the mechanical position determination flag is used. If the state at the time of switching is state 1, the mechanical position determination flag is set to High,
If the state at the time of switching is the state 7, the mechanical position determination flag is set to Low. 180 degree energizing drive unit 8
When the energization phase is 0 degree, the mechanical position determination flag is inverted to keep the rotor mechanical position information, as shown in FIG.

【0060】その後、180度通電駆動から120度通
電駆動への切換え時には、切換え時点の180度通電駆
動の通電位相に応じて、切換え後の120度通電駆動の
通電モードを決定する。例えば、通電位相90度で18
0度通電駆動から120度通電駆動に切換えるとする
と、図12より駆動方式切換え後の120度通電駆動
は、通電モード1から通電を開始するとよい。また、こ
のとき、機械的位置判別フラグがHighであれば、ス
テート1とし、Lowであれば、ステート7とすること
により、ロータの機械的位置を確定させることができ、
再度ロータの機械的位置判定を行うことなく、トルク制
御を開始することができる。
Thereafter, when the 180-degree energization drive is switched to the 120-degree energization drive, the energization mode of the 120-degree energization drive after the switching is determined according to the energization phase of the 180-degree energization drive at the time of switching. For example, 18 at an energizing phase of 90 degrees
Assuming that the 0-degree energization drive is switched to the 120-degree energization drive, energization may be started from the energization mode 1 in the 120-degree energization drive after the drive method switching from FIG. At this time, if the mechanical position determination flag is High, the state 1 is set, and if the mechanical position determination flag is Low, the state 7 is set.
The torque control can be started without performing the mechanical position determination of the rotor again.

【0061】さらに、センサレスのモータ1を180度
通電駆動の一例である正弦波駆動する場合、制御回路5
は、正弦波変調されたPWM波形をインバーダ回路2に
出力する。ここで、高速駆動時は、正弦波の分解能が低
くなり、電流が正弦波に対して歪むので、制御が負荷変
動に追従できなくなる等の理由で、制御精度が悪化する
場合がある。そこで、第1回転数より高い第2回転数を
設定して、第2回転数において180度通電駆動から間
欠通電駆動に切換えるように制御を行う。すなわち、間
欠通電駆動で起動を行い、第1回転数の3000rpm
未満の低速時は間欠通電駆動を行う。3000rpm以
上、第2回転数の6000rpm未満の中速駆動時は1
80度通電駆動を行い、さらに6000rpm以上の高
速時は、間欠通電駆動に戻すとよい。図16に回転数に
対する駆動方式の選択テーブルを示す。駆動方式選択部
6は、このテーブルにしたがって駆動方式を選択する。
このとき、低速時の間欠通電駆動を行うとき、上記のよ
うなトルク制御を行うようにしてもよい。
Further, when the sensorless motor 1 is driven by a sine wave which is an example of 180-degree energization drive, the control circuit 5
Outputs the sine-wave modulated PWM waveform to the inverter circuit 2. Here, during high-speed driving, the resolution of the sine wave becomes low, and the current is distorted with respect to the sine wave. Therefore, the control accuracy may deteriorate because the control cannot follow the load fluctuation. Therefore, a second rotation speed higher than the first rotation speed is set, and control is performed so that the 180-degree energization drive is switched to the intermittent energization drive at the second rotation speed. That is, it is started by intermittent energization drive, and the first rotation speed is 3000 rpm.
When the speed is lower than less than 1, the intermittent energization drive is performed. 1 at medium speed drive of 3000 rpm or more and less than the second rotation speed of 6000 rpm
It is advisable to carry out energization at 80 degrees and return to intermittent energization at high speeds of 6000 rpm or higher. FIG. 16 shows a drive system selection table for the number of rotations. The drive system selection unit 6 selects a drive system according to this table.
At this time, the torque control as described above may be performed when the intermittent energization drive at low speed is performed.

【0062】上記の駆動方式選択部6での制御は、制御
回路5のソフトウェアによって実現することができるた
め、コストアップ等の問題もない。また、モータ1を空
気調和機や冷蔵庫の圧縮機駆動用に用い、低速時は間欠
通電駆動でトルク制御を行うことによって、圧縮機の低
振動化を図れる。そのため、振動対策として圧縮機の配
管に余裕をもたせる必要はなくなる。つまり室外機や冷
蔵庫のコンパクト化を図ることができる。
Since the control in the drive system selection section 6 can be realized by the software of the control circuit 5, there is no problem such as cost increase. Further, the motor 1 is used for driving a compressor of an air conditioner or a refrigerator, and torque control is performed by intermittent energization drive at low speed, so that the vibration of the compressor can be reduced. Therefore, it is not necessary to allow the compressor piping to have a margin as a measure against vibration. That is, the outdoor unit and the refrigerator can be made compact.

【0063】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることは勿論である。上記し
たそれぞれの制御方法は、単独で用いてもよく、あるい
は任意の方法を組み合わせて、さらなる制御性能の向上
を図ってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that many modifications and changes can be made to the above embodiment within the scope of the present invention. Each of the control methods described above may be used alone, or any method may be combined to further improve the control performance.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、センサレスでモータ駆動を行う場合、起動時に
は間欠通電駆動を行い、その後180度通電駆動を行う
ことにより、短時間で確実にモータの起動を行え、かつ
高効率、低振動な運転を行うことができる。そのため、
起動電流を低減できるので、起動時に生じやすいインバ
ータ回路の駆動素子の破壊を防ぐことができ、信頼性の
高い制御装置を実現できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, when the motor is driven without a sensor, the intermittent energization drive is performed at the start, and then the 180-degree energization drive is performed, so that the motor can be reliably driven in a short time. Can be started, and highly efficient and low vibration operation can be performed. for that reason,
Since the start-up current can be reduced, it is possible to prevent the drive element of the inverter circuit, which is likely to occur at the time of start-up, from being destroyed, and to realize a highly reliable control device.

【0065】また、圧縮機のような負荷変動の大きい負
荷に対しても、モータ回転数に応じて駆動方式の選択お
よびトルク制御を行うことにより、回転数変動の低減や
圧縮機の低振動化を図れ、高効率で信頼性の高い制御装
置を実現できる。
Further, even for a load having a large load fluctuation such as a compressor, by selecting the drive system and controlling the torque according to the motor speed, the fluctuation of the speed and the vibration of the compressor can be reduced. It is possible to realize a highly efficient and highly reliable control device.

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

【図1】 本発明の一実施形態のモータ制御装置の構成
FIG. 1 is a configuration diagram of a motor control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 間欠通電駆動の駆動波形を示す図FIG. 2 is a diagram showing a drive waveform of intermittent energization drive.

【図3】 180度通電駆動の駆動波形を示す図FIG. 3 is a diagram showing a drive waveform of 180-degree conduction drive.

【図4】 180度通電駆動の起動時のモータ電流波形
を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a motor current waveform at the time of starting the 180-degree conduction drive.

【図5】 間欠通電駆動の起動時のモータ電流波形を示
す図
FIG. 5 is a diagram showing a motor current waveform at the time of starting the intermittent energization drive.

【図6】 本実施形態における起動時のモータ電流波形
を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a motor current waveform at startup in the present embodiment.

【図7】 他の形態のモータ制御装置の構成図FIG. 7 is a block diagram of a motor control device of another embodiment.

【図8】 180度通電駆動の他の方式での起動時のモ
ータ電流波形を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a motor current waveform at the time of start-up in another method of 180-degree conduction drive.

【図9】 通電方式選択テーブルを示す図FIG. 9 is a diagram showing an energization method selection table.

【図10】 トルク制御時の負荷トルクとトルクパター
ンの関係を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a load torque and a torque pattern during torque control.

【図11】 トルクパターンの一例を示す図FIG. 11 is a diagram showing an example of a torque pattern.

【図12】 120度通電駆動のステートに対する通電
モード、機械角および電気角の関係を示す図
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a conduction mode, a mechanical angle, and an electrical angle with respect to a 120-degree conduction drive state.

【図13】 シングルロータリ方式の圧縮機の回転数−
振動特性図
[Fig. 13] Rotational speed of a single rotary type compressor-
Vibration characteristic diagram

【図14】 通電方式とトルク制御有無選択テーブルを
示す図
FIG. 14 is a diagram showing an energization method and a torque control presence / absence selection table.

【図15】 180度通電駆動の通電位相とU相駆動電
圧波形の関係を示す図
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a conduction phase of 180-degree conduction drive and a U-phase drive voltage waveform.

【図16】 他の通電方式選択テーブルを示す図FIG. 16 is a diagram showing another energization method selection table.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ブラシレスモータ 2 インバータ回路 3 コンバータ回路 4 交流電源 5 制御回路 6 駆動方式選択部 7 間欠通電駆動部 8 180度通電駆動部 9 PWM作成部/各相分配部 10 基準電圧作成用抵抗 11 コンパレータ 12 モータ電流検出手段 1 brushless motor 2 Inverter circuit 3 converter circuit 4 AC power supply 5 control circuit 6 Drive system selection section 7 Intermittent current drive unit 8 180 degree energizing drive 9 PWM creation unit / Phase distribution unit 10 Reference voltage resistance 11 comparator 12 Motor current detection means

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 負荷を駆動するモータに対して180度
通電駆動する180度通電駆動手段と、前記モータに対
して通電休止期間を設け通電角を180度未満として間
欠通電駆動する間欠通電駆動手段と、いずれか1つの駆
動方式を選択する選択手段とを備え、該選択手段は、起
動時に間欠駆動方式を選択することを特徴とするモータ
制御装置。
1. A 180-degree energizing driving means for energizing a motor for driving a load by 180 degrees, and an intermittent energizing driving means for intermittently energizing the motor with a de-energized period and an energization angle of less than 180 degrees. And a selecting means for selecting any one of the driving methods, and the selecting means selects the intermittent driving method at the time of starting.
【請求項2】 負荷を駆動するモータに対して180度
通電駆動する180度通電駆動手段と、前記モータに対
して通電休止期間を設け通電角を180度未満として間
欠通電駆動する間欠通電駆動手段と、いずれか1つの駆
動方式を選択する選択手段とを備え、該選択手段は、低
速時に間欠駆動方式を選択し、高速時に180度通電駆
動方式を選択することを特徴とするモータ制御装置。
2. A 180-degree energization driving means for energizing a motor for driving a load by 180 degrees, and an intermittent energization driving means for intermittently energizing the motor with an energization pause period of less than 180 degrees. And a selecting means for selecting one of the driving methods, wherein the selecting means selects the intermittent driving method at a low speed and the 180-degree conduction driving method at a high speed.
【請求項3】 間欠通電駆動方式および180度通電駆
動方式との間で切換えを行うときのモータの回転数とし
て第1回転数が設定され、選択手段は、モータの回転数
が前記第1回転数より低いとき間欠通電駆動方式を選択
し、第1回転数以上になると180度通電駆動方式に切
換えることを特徴とする請求項1または2記載のモータ
制御装置。
3. A first rotation speed is set as the rotation speed of the motor when switching between the intermittent conduction drive method and the 180-degree conduction drive method, and the selection means sets the rotation speed of the motor to the first rotation speed. 3. The motor control device according to claim 1, wherein the intermittent energization drive system is selected when the rotational speed is lower than the predetermined number, and is switched to the 180-degree energization drive system when the rotational speed is equal to or higher than the first rotation speed.
【請求項4】 第1回転数より高い第2回転数が設定さ
れ、選択手段は、モータの回転数が前記第1回転数未満
のとき、間欠通電駆動方式を選択し、第1回転数以上第
2回転数未満のとき、180度通電駆動方式を選択し、
第2回転数以上のとき、間欠通電駆動方式を選択するこ
とを特徴とする請求項3記載のモータ制御装置。
4. A second rotation speed that is higher than the first rotation speed is set, and the selection means selects the intermittent energization drive method when the rotation speed of the motor is less than the first rotation speed and is equal to or higher than the first rotation speed. When the speed is less than the second speed, select the 180 degree energization drive method,
4. The motor control device according to claim 3, wherein the intermittent energization drive method is selected when the rotational speed is equal to or higher than the second rotation speed.
【請求項5】 モータが駆動する負荷が、周期的に負荷
変動が生じる特性を有する圧縮機とされ、間欠通電駆動
時に、前記圧縮機の負荷変動にモータトルクが対応する
ようにモータのトルク制御を行うトルク制御手段が設け
られたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載
のモータ制御装置。
5. A torque control of a motor such that a load driven by the motor is a compressor having a characteristic that the load fluctuates periodically, and the motor torque corresponds to the load fluctuation of the compressor during intermittent energization drive. The motor control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising torque control means for performing the above.
【請求項6】 間欠通電駆動から180度通電駆動に切
換えるときの回転数は、トルク制御を行わなくても圧縮
機の振動が規定値以下となる回転数とされたことを特徴
とする請求項5記載のモータ制御装置。
6. The number of revolutions when switching from the intermittent energization drive to the 180-degree energization drive is set to a number of revolutions at which the vibration of the compressor becomes equal to or less than a specified value without performing torque control. 5. The motor control device according to item 5.
【請求項7】 間欠通電駆動から180度通電駆動に切
換えるとき、トルク制御手段は、トルク制御を停止する
ことを特徴とする請求項5記載のモータ制御装置。
7. The motor control device according to claim 5, wherein the torque control means stops the torque control when the intermittent energization drive is switched to the 180-degree energization drive.
【請求項8】 180度通電駆動から間欠通電駆動に切
換えるとき、トルク制御手段は、一旦トルク制御を停止
した後、トルク制御を行うことを特徴とする請求項5ま
たは7記載のモータ制御装置。
8. The motor control device according to claim 5, wherein when the 180-degree energization drive is switched to the intermittent energization drive, the torque control means performs the torque control after temporarily stopping the torque control.
【請求項9】 第1回転数より低い第3回転数が設定さ
れ、トルク制御手段は、モータの回転数が前記第3回転
数より低いとき、トルク制御を行い、第3回転数以上の
ときトルク制御を行わないことを特徴とする請求項5ま
たは7記載のモータ制御装置。
9. A third rotation speed lower than the first rotation speed is set, and the torque control means performs torque control when the rotation speed of the motor is lower than the third rotation speed, and when the rotation speed is equal to or higher than the third rotation speed. The motor control device according to claim 5 or 7, wherein torque control is not performed.
【請求項10】 トルク制御手段は、モータの回転数あ
るいはモータの負荷状態に基づいて設定された複数のト
ルクパターンからロータの機械的位置に応じてトルクパ
ターンを選択して、トルク制御を行うことを特徴とする
請求項5〜9のいずれかに記載のモータ制御装置。
10. The torque control means selects a torque pattern according to the mechanical position of the rotor from a plurality of torque patterns set based on the rotational speed of the motor or the load state of the motor to perform the torque control. The motor control device according to any one of claims 5 to 9, wherein:
【請求項11】 トルク制御手段は、間欠通電駆動から
180度通電駆動に切換えるときのロータ機械的位置情
報を保持して、180度通電駆動から間欠通電駆動に切
換わるとき、保持していた機械的位置情報に基づいてト
ルク制御を行うことを特徴とする請求項10記載のモー
タ制御装置。
11. The torque control means holds rotor mechanical position information when switching from intermittent energization drive to 180-degree energization drive, and retains it when switching from 180-degree energization drive to intermittent energization drive. The motor control device according to claim 10, wherein torque control is performed based on the target position information.
【請求項12】 モータコイルに発生する誘起電圧から
ロータ位置信号を生成するデジタル方式位置検出手段が
設けられ、間欠通電駆動手段は、前記ロータ位置信号に
基づいてモータへの通電タイミングを決定し、180度
通電駆動手段は、モータ駆動電圧とモータコイルに流れ
るモータ電流との位相差に基づいてモータへの通電タイ
ミングを決定することを特徴とする請求項1〜11のい
ずれかに記載のモータ制御装置。
12. A digital position detecting means for generating a rotor position signal from an induced voltage generated in a motor coil is provided, and the intermittent energization driving means determines an energization timing to the motor based on the rotor position signal, The motor control according to any one of claims 1 to 11, wherein the 180-degree energization drive means determines the energization timing to the motor based on the phase difference between the motor drive voltage and the motor current flowing through the motor coil. apparatus.
【請求項13】 モータコイルに発生する誘起電圧から
ロータ位置信号を生成するデジタル方式位置検出手段が
設けられ、間欠通電駆動手段は、前記ロータ位置信号の
基づいてモータへの通電タイミングを決定し、180度
通電駆動手段は、モータの固定子巻線の印加電圧、モー
タ電流およびモータ定数に基づいてロータの位置を算出
してモータへの通電タイミングを決定することを特徴と
する請求項1〜11のいずれかに記載のモータ制御装
置。
13. A digital position detecting means for generating a rotor position signal from an induced voltage generated in a motor coil is provided, and the intermittent energization driving means determines an energization timing to the motor based on the rotor position signal, 12. The 180-degree energization driving means determines the energization timing of the motor by calculating the position of the rotor based on the voltage applied to the stator winding of the motor, the motor current and the motor constant. The motor control device according to any one of 1.
【請求項14】 負荷を駆動するモータに対して、18
0度通電駆動する180度通電駆動および通電休止期間
を設け通電角を180度未満として間欠通電駆動のうち
いずれかの駆動方式を選択して、前記モータのロータ位
置を検出するセンサを用いずに前記モータを駆動制御す
る制御方法であって、起動時および低速時には間欠通電
駆動を行い、前記モータの回転数の上昇に伴って180
度通電駆動に切換えることを特徴とするモータ制御方
法。
14. A motor for driving a load, comprising 18
Without using a sensor for detecting the rotor position of the motor, a 180-degree energization drive for 0-degree energization drive and an energization pause period are provided and an energization angle is less than 180 degrees to select one of the intermittent energization drive methods. A control method for driving and controlling the motor, wherein intermittent energization drive is performed at the time of startup and at a low speed, and 180
A motor control method characterized by switching to energized drive every time.
【請求項15】 低速時における間欠通電駆動中は、負
荷変動にモータトルクが対応するようにモータのトルク
制御を行うトルク制御を行うことを特徴とする請求項1
4記載のモータ制御方法。
15. The torque control for controlling the motor torque is performed so that the motor torque corresponds to the load fluctuation during the intermittent energization drive at a low speed.
4. The motor control method described in 4.
【請求項16】 間欠通電駆動から180度通電駆動に
切換わる前の所定時間だけトルク制御を行わないことを
特徴とする請求項15記載のモータ制御方法。
16. The motor control method according to claim 15, wherein torque control is not performed for a predetermined time period before switching from intermittent energization drive to 180-degree energization drive.
【請求項17】 180度通電駆動から間欠通電駆動に
切換えたとき、所定時間だけトルク制御を行わないこと
を特徴とする請求項15記載のモータ制御方法。
17. The motor control method according to claim 15, wherein when the 180-degree energization drive is switched to the intermittent energization drive, torque control is not performed for a predetermined time.
【請求項18】 請求項1〜13のいずれかに記載のモ
ータ制御装置が、冷凍サイクルの圧縮機を駆動するモー
タの駆動制御に使用されたことを特徴とする空気調和
機。
18. An air conditioner in which the motor control device according to any one of claims 1 to 13 is used for drive control of a motor that drives a compressor of a refrigeration cycle.
【請求項19】 請求項1〜13のいずれかに記載のモ
ータ制御装置が、冷凍サイクルの圧縮機を駆動するモー
タの駆動制御に使用されたことを特徴とする冷蔵庫。
19. A refrigerator characterized in that the motor control device according to any one of claims 1 to 13 is used for drive control of a motor for driving a compressor of a refrigeration cycle.
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