JP2004129356A - 電動機駆動装置 - Google Patents
電動機駆動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004129356A JP2004129356A JP2002288588A JP2002288588A JP2004129356A JP 2004129356 A JP2004129356 A JP 2004129356A JP 2002288588 A JP2002288588 A JP 2002288588A JP 2002288588 A JP2002288588 A JP 2002288588A JP 2004129356 A JP2004129356 A JP 2004129356A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- phase
- current
- inverter
- pwm signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2209/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the waveform of the supplied voltage or current
- H02P2209/09—PWM with fixed limited number of pulses per period
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/90—Specific system operational feature
- Y10S388/902—Compensation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/90—Specific system operational feature
- Y10S388/906—Proportional-integral system
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/907—Specific control circuit element or device
- Y10S388/912—Pulse or frequency counter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/923—Specific feedback condition or device
- Y10S388/9281—Counter or back emf, CEMF
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
【解決手段】インバータ母線電流を検知する電流検出手段11とデューティ補正手段19によりブラシレスモータ3の各相の巻線に流れる相電流を検出可能とし、速度PI演算手段21にて速度比例ゲインKPの値を速度に応じた多段階の設定とすることで低速度の安定性を向上させている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスDCモータなどの電動機を任意の回転数で駆動する電動機駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、空気調和機における圧縮機などの電動機を駆動する装置においては、地球環境保護の観点から消費電力を低減する必要性が大きくなっている。その中で、省電力の技術の一つとして、ブラシレスDCモータのような効率の高い電動機を任意の回転数で駆動するインバータなどが広く一般に使用されている。
【0003】
さらに、駆動する技術としては、矩形波状の電流により駆動を行う矩形波駆動に対して、より効率が高く、騒音も低くすることが可能な正弦波駆動技術が注目されている。
【0004】
空気調和機における圧縮機のような電動機を駆動する場合、電動機の回転子の位置を検出するセンサを取りつけることが困難であるため、回転子の位置を何らかの方法で推定しながら駆動を行う位置センサレス正弦波駆動の技術も発明されている。また、回転子の位置を推定する方法としては、電動機の誘起電圧を推定することにより行う方法がある。(例えば特許文献1参照)。
【0005】
図9に位置センサレス正弦波駆動を実現するためのシステム構成を示す。
1は直流電源、2はインバータ、3はブラシレスモータ、4は固定子、5は回転子、6は制御部、7vと7wは電流センサである。ブラシレスモータ3は、中性点を中心にY結線された3つの相巻線4u,4v,4wが取付けられる固定子4、および磁石が装着されている回転子5を備える。U相巻線4uの非結線端にU相端子8u、V相巻線4vの非結線端にV相端子8v、W相巻線4wの非結線端にW相端子8wが接続される。
【0006】
インバータ2は、一対のスイッチング素子が電流の上流側と下流側の関係に直列接続された直列回路を、U相用,V相用,W相用として3つ並列に有する。
これら直列回路に、直流電源1から出力されるDC電圧が印加される。U相用の直列回路は、上流側スイッチング素子12u、および下流側スイッチング素子13uより成る。V相用の直列回路は、上流側スイッチング素子12v、および下流側スイッチング素子13vより成る。W相用の直列回路は、上流側スイッチング素子12w、および下流側スイッチング素子12wより成る。
【0007】
そして、フリーホイールダイオード14u,14v,14w,15u,15v,15wが、スイッチング素子12u,12v,12w,13u,13v,13wと各々並列に接続される。インバータ2におけるスイッチング素子12uと13uの相互接続点、スイッチング素子12vと13vの相互接続点、およびスイッチング素子12wと13wの相互接続点に、ブラシレスモータ3の端子8u,8v,8wがそれぞれ接続される。
【0008】
制御部6は、ブラシレスモータ3の相巻線4v,4wに流れる電流を電流センサ7v,7wによって検出し、この電流値をもとに誘起電圧を推定してインバータ2を制御する信号を出力する。以上のような回路構成にて、ブラシレスモータ3の駆動制御を行っている。
【0009】
【特許文献1】
特開2000−350489号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の、誘起電圧の推定による位置センサレス正弦波駆動においては、駆動する電動機の相電流を検出するために、電流センサなどの検出器を最低でも2つ用いなければならず、駆動装置を構成する上でコストアップの要因となってしまうという問題があった。
【0011】
本発明は上記の課題を解決するもので、安価な構成で相電流を正確に検出し、低速回転域から高速回転域まで良質な駆動が可能で、かつ低速域での速度安定性に優れた電動機駆動装置を提供することを目的とする
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、インバータ母線電流にて3相電動機の各相の電流を検知し、インバータが出力する電圧値を検知し、前記電流および電圧から前記電動機の誘起電圧を推定し、この誘起電圧の推定値に基いて、前記電動機の回転子の磁極位置と回転速度を推定し、前記インバータを制御するPWM信号を生成し、このPWM信号をデューティ補正手段や速度比例ゲインの設定によって補正することで、低速回転域から高速回転域までの良質な駆動を安価な手法で実現するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0014】
(実施の形態1)
図1は本願発明の第1の実施の形態の構成図である。
1は直流電源、2はインバータ、3はブラシレスモータ、4は固定子、5は回転子、6は制御部である。ブラシレスモータ3は、中性点を中心にY結線された3つの相巻線4u,4v,4wが取付けられる固定子4、および磁石が装着されている回転子5を備える。U相巻線4uの非結線端、すなわち中性点と反対側にU相端子8uが接続され、同様にV相巻線4vの非結線端にV相端子8v、W相巻線4wの非結線端にW相端子8wが接続される。
【0015】
インバータ2は、一対のスイッチング素子が電流の上流側と下流側の関係に直列接続された直列回路を、U相用,V相用,W相用として3つ並列に有する。
これら直列回路に、直流電源1から出力されるDC電圧が印加される。
U相用の直列回路は、上流側スイッチング素子12u、および下流側スイッチング素子13uより成る。
【0016】
V相用の直列回路は、上流側スイッチング素子12v、および下流側スイッチング素子13vより成る。W相用の直列回路は、上流側スイッチング素子12w、および下流側スイッチング素子12wより成る。
なお、フリーホイールダイオード14u,14v,14w,15u,15v,15wが、スイッチング素子12u,12v,12w,13u,13v,13wと各々並列に接続される。
【0017】
インバータ2におけるスイッチング素子12u,13uの相互接続点、スイッチング素子12v,13vの相互接続点、およびスイッチング素子12w,13wの相互接続点に、ブラシレスモータ3の端子8u,8v,8wがそれぞれ接続される。
【0018】
インバータ2に印加されている直流電圧は、上述したインバータ2内のスイッチング素子などの回路によって三相の交流電圧に変換され、これによりブラシレスモータ3が駆動される。外部より与えられる目標速度を実現するべく、現在の速度との差異から、速度PI演算手段21により補正値が演算され、演算された出力電圧を出力するために、PWM信号生成手段9によりインバータ2のスイッチング素子を駆動するPWM信号が生成される。
【0019】
PWM信号はデューティ補正手段19により補正を行った後、スイッチング素子を電気的に駆動するためのドライブ信号にベースドライバ10により変換され、インバータ2に印加され、各スイッチング素子12u,12v,12w,13u,13v,13wが駆動される。
【0020】
続いて、制御部6での動作を簡単に説明する。インバータ母線に配した電流検出手段11 により検出されたブラシレスモータ3の相電流と、PWM信号生成手段9で演算される出力電圧と、インバータ印加電圧検出手段16が検出したインバータ印加電圧の情報から、ブラシレスモータ3の誘起電圧が誘起電圧推定手段17により推定される。
【0021】
さらに、推定された誘起電圧から、回転子位置速度推定手段18でブラシレスモータ3の回転子磁極位置および速度を推定する。回転子磁極位置(角度)の情報に基づいて角度PI演算手段20で比例積分演算し算出した補正値と、推定された速度に基づいて速度PI演算手段21にて比例積分演算し算出した補正値の、双方の補正値に基づきPWM信号生成手段9でブラシレスモータ3を駆動するためのPWM信号が生成される。このようにして推定された回転子5の速度と、外部から与えられる目標速度との偏差等の情報から、回転子速度が目標速度となるように制御される。
【0022】
次に、誘起電圧推定手段17の動作について説明する。電流検出手段11は、検出された各相の巻線に流れる相電流(iu、iv、iw)を検出する。また、PWM信号生成手段9で演算される出力電圧と、インバータ印加電圧検出手段16が検出したインバータ印加電圧の情報から、各相の巻線に印加される相電圧(vu、vv、vw)が求められる。
【0023】
原理的には、これらの値から、下記式(1)(2)(3)の演算により、各相の巻線に誘起される誘起電圧値eu、ev、ewが求められる。ここで、Rは抵抗、Lはインダクタンスである。また、d(iu)/dt、d(iv)/dt、d(iw)/dtはそれぞれiu、iv、iwの時間微分である。
【0024】
eu = vu − R・iu − L・d(iu)/dt ・・・(1)
ev = vv − R・iv − L・d(iv)/dt ・・・(2)
ew = vw − R・iw − L・d(iw)/dt ・・・(3)
式(1)(2)(3)をさらに詳細に展開すると式(4)(5)(6)となる。
【0025】
eu = vu
− R・iu
− (la+La)・d(iu)/dt
− Las・cos(2θm)・d(iu)/dt
− Las・iu・d{cos(2θm)}/dt
+ 0.5・La・d(iv)/dt
− Las・cos(2θm−120°)・d(iv)/dt
− Las・iv・d{cos(2θm−120°)}/dt
+ 0.5・La・d(iw)/dt
− Las・cos(2θm+120°)・d(iw)/dt
− Las・iw・d{cos(2θm+120°)}/dt ・・・(4)
ev = vv
− R・iv
− (la+La)・d(iv)/dt
− Las・cos(2θm+120°)・d(iv)/dt
− Las・iv・d{cos(2θm+120°)}/dt
+ 0.5・La・d(iw)/dt
− Las・cos(2θm)・d(iw)/dt
− Las・iw・d{cos(2θm)}/dt
+ 0.5・La・d(iu)/dt
− Las・cos(2θm−120°)・d(iu)/dt
− Las・iu・d{cos(2θm−120°)}/dt ・・・(5)
ew = vw
− R・iw
− (la+La)・d(iw)/dt
− Las・cos(2θm−120°)・d(iw)/dt
− Las・iw・d{cos(2θm−120°)}/dt
+ 0.5・La・d(iu)/dt
− Las・cos(2θm+120°)・d(iu)/dt
− Las・iu・d{cos(2θm+120°)}/dt
+ 0.5・La・d(iv)/dt
− Las・cos(2θm)・d(iv)/dt
− Las・iv・d{cos(2θm)}/dt ・・・(6)
ここで、d/dtは時間微分を表し、三角関数に関する微分の演算に現れるdθ/dtには推定速度ωmを電気角速度に変換したものを用いる。また、d(iu)/dt、d(iv)/dt、d(iw)/dtは、1次オイラー近似で求める。なお、w相電流値iwとu相電流値iuとv相電流値ivは式(14)で表される関係を持つ。ここで、Rは巻線一相あたりの抵抗、laは巻線一相あたりの漏れインダクタンス、Laは巻線一相あたりの有効インダクタンスの平均値、およびLasは巻線一相あたりの有効インダクタンスの振幅である。
【0026】
誘起電圧推定手段17においては、式(4)(5)(6)を簡略化した、式(7)(8)(9)を使用する。簡略化は、相電流値iu、iv、iwが正弦波であると仮定し、電流指令振幅iaと電流指令位相βTとから相電流iu、iv、iwを作成し、簡略化したものである。
【0027】
eu = vu
+ R・ia・sin(θm+βT)
+ 1.5・(la+La)・cos(θm+βT)
− 1.5・Las・cos(θm−βT) ・・・(7)
ev = vv
+ R・ia・sin(θm+βT−120°)
+ 1.5・(la+La)・cos(θm+βT−120°)
− 1.5・Las・cos(θm−βT−120°) ・・・(8)
ew = vw
+ R・ia・sin(θm+βT−240°)
+ 1.5・(la+La)・cos(θm+βT−240°)
− 1.5・Las・cos(θm−βT−240°) ・・・(9)
次に、回転子位置速度推定手段18の動作について説明する。誘起電圧推定手段17により推定された推定誘起電圧値eu、ev、ewから、回転子5の位置と速度を推定する。これは、回転子位置速度推定手段18が推定する推定角度θmを誘起電圧の誤差を用いて補正することにより、真値に収束させるものである。
また、そこから、推定速度ωmを作成する。まず、各相の誘起電圧基準値(eum、evm、ewm)を以下の式で求める。
【0028】
eum = em・sin(θm+βT)
evm = em・sin(θm+βT−120°)
ewm = em・sin(θm+βT−240°) ・・・(10)
ここで、em:誘起電圧振幅値は、推定誘起電圧eu、ev、ewの振幅値と一致させることにより求める。この様にして求めた誘起電圧基準値と誘起電圧推定値との偏差εを作成する。
【0029】
下記式(11)のように、誘起電圧推定値esから誘起電圧基準値esmを減算したものを偏差εにする。
【0030】
ε = es − esm ・・・(11)
(但し,s:相 u、v、w)
この偏差が、0になれば推定角度θmが真値になるので、偏差εを0にするように角度PI演算手段20で推定角度θmを比例積分演算し補正値をPWM信号生成手段9に送信する。また、回転子位置速度検出手段18で推定角度θmの変動値を演算することにより、推定速度ωmを作成し、速度PI演算手段21に送信する。
【0031】
速度PI演算手段21では、目標速度ω*を実現するために、目標速度ω*と推定速度ωmとの差Δωにより
KPΔω+KIΔω ・・・(12)
(但し、KP:比例ゲイン、KI:積分ゲイン)
の補正値をPWM信号生成手段9に送信する。PWM信号生成手段9では角度PI演算手段20と速度PI演算手段21からの補正値に基づき、出力するべき電圧V*を計算し、電圧値V*から各相に出力するべき電圧Vs*(s:相 u、v、w)を以下の様にして求める。
【0032】
Vu* = V*・sin(θm+βT)
Vv* = V*・sin(θm+βT−120°)
Vw* = V*・sin(θm+βT−240°) ・・・(13)
さらに、このようにして求められた電圧Vs*(s:相 u、v、w)を出力するための各スイッチング素子12u,12v,12w,13u,13v,13wへのPWM信号は、デューティ補正手段19により補正され、ベースドライバ10を通して出力した後、各スイッチング素子12u,12v,12w,13u,13v,13wが駆動して正弦波状の交流を生成する。
【0033】
このように本実施例では、推定誘起電圧値と誘起電圧基準値との偏差εを用いて推定角度θmを作成し、正弦波状の相電流を流すことによりブラシレスモータ3の正弦波駆動を実現している。
【0034】
ここで、インバータ母線に流れる電流にブラシレスモータ3の相電流が現れる様子を、図2〜6を用いて説明する。図2は、ブラシレスモータ3の各相の巻線に流れる相電流の状態を電気角の区切り毎に表した図である。電気角0〜60°の区間においては、U相巻線4uとW相巻線4wには非結線端から中性点に向けて、V相巻線4vには中性点から非結線端に向けて電流が流れていることを示している。
【0035】
電気角60〜120°の区間においては、U相巻線4uには非結線端から中性点に向けて、V相巻線4vとW相巻線4wには中性点から非結線端に向けて電流が流れていることを示している。以降、電気角60°毎に各相の巻線に流る相電流の状態が変化していく様子が示されている。
【0036】
例えば、図2において電気角30°の時にPWM信号生成手段9で生成されたPWM信号が図3のように変化した場合(Uはスイッチング素子12uを、Vはスイッチング素子12vを、Wはスイッチング素子12wを、Xはスイッチング素子13uを、Yはスイッチング素子13vを、Zはスイッチング素子13wを動作させる信号で、アクティブHiで記載)、インバータ母線には図4に示すようにタイミング▲1▼では0、タイミング▲2▼ではW相巻線4wに流れる電流、タイミング▲3▼ではV相巻線4vに流れる電流が現れる。
【0037】
他にも、図2において電気角30°の時にPWM信号生成手段9で生成されたPWM信号が図5のように変化した場合、インバータ母線には図6に示すようにタイミング▲1▼では0、タイミング▲2▼ではU相巻線4uに流れる電流、タイミング▲3▼ではV相巻線4vに流れる電流が現れる。
【0038】
このように、インバータ2のスイッチング素子12u,12v,12w,13u,13v,13wの状態によってインバータ母線にブラシレスモータ3の相電流が現れることが分かる。
【0039】
上述のように近接したタイミングでニ相分の電流を判断することができれば、
iu+iv+iw=0 ・・・(14)
の関係から三相それぞれの電流が求められることは明白である。
【0040】
しかしながら、図2において電気角30°の時にPWM信号生成手段9で生成されたPWM信号が図7のように変化した場合、インバータ母線にはタイミング▲1▼で0、タイミング▲3▼でV相巻線4vに流れる電流しか現れない。このような変化のPWM信号が繰り返されると三相それぞれの電流を求めることができず、誘起電圧推定手段17で誘起電圧の推定が不能になり、ブラシレスモータ3の駆動ができなくなる。
【0041】
デューティ補正手段19では上記のような不具合を回避すべく、ブラシレスモータ3の各相の巻線に流る相電流を検出する必要が生じた際には、PWM信号生成手段9で生成されるPWM信号をチェックし、万が一、図7のような信号変化だった場合、例えば図3に示したようなPWM信号に補正する。
【0042】
なお、図3にインバータ母線電流を1例として示しているが、スイッチング時に電流の振動が発生する。また、電流検出手段11にはノイズ等が重畳する。これらの影響を取り除くために、PWM信号生成手段9ではローパスフィルタ等を有している。
【0043】
以上の補正やローパスフィルタによりパルス幅が小さい時(低速度時)の安定性、応答性が若干悪くなるが、速度PI演算手段21にて速度比例ゲインKPの値を図8に示す速度に応じた多段階の設定とすることで負荷に応じた最適な速度比例ゲインKPを設定し、ハンチングや過電流の発生を抑制している。
【0044】
図8において▲1▼よりも速度比例ゲインKPを大きくすると制御が敏感になりすぎインバータ2の各スイッチング素子に過電流が流れる状態となり▲2▼よりも小さくするとゲイン不足で応答が悪くハンチングが発生することとなるが、多段階の細かな設定によって本不具合が発生するのを防止している。
【0045】
さらに、速度比例ゲインKP値を制御部6の外部から読み書き可能なメモリー21a(EEPROM等)に記憶することで、3相電動機を用いた圧縮機等の容量差等による負荷の差に応じた値をメモリー21aに記憶させることで各負荷に対応した値とすることができ、マイクロコンピュータのROMを変更することなく電子制御装置の共通化を図っている。
【0046】
また、デューティ補正手段19から出力されたPWM信号のデューティ情報が電流検出手段11 に入力され、電流検出手段11ではインバータ母線電流にブラシレスモータ3のどの相の電流が現れているのか判断しながら三相それぞれの電流に変換し、以降の誘起電圧推定手段17での誘起電圧の推定演算に活用される。
以上のように、インバータ母線電流を検知する電流検出手段11とデューティ補正手段19によりブラシレスモータ3の各相の巻線に流れる相電流を検出可能とし、速度PI演算手段21にて速度比例ゲインKPの値を速度に応じた多段階の設定とすることで低速度の安定性を向上させている。
【0047】
【発明の効果】
以上のように本発明の電動機駆動装置によれば、電流検出手段をインバータと電動機間の線間に少なくとも2つ以上設けることのない安価なシステム構成で低速度から高速度まで安定した正弦波駆動を実現することができるという効果を奏する。
【0048】
また、速度PI制御の速度比例ゲインを読み書き可能なメモリーに記憶することで、メモリーのデータを変更するだけで種々の負荷(3相電動機や使用する製品の差等)に対応可能となり、マイクロコンピュータや電子制御装置の共通化が図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電動機駆動装置の第1の実施の形態における構成図
【図2】電動機の相電流状態の時間的変化の一例を表す図
【図3】PWM信号の変化の一例を表す図
【図4】図3における、PWM信号の変化時に電動機、インバータに流れる電流状態を表す図
【図5】PWM信号の変化の一例を表す図
【図6】図5における、PWM信号の変化時に電動機、インバータに流れる電流状態を表す図
【図7】PWM信号の変化の一例を表す図
【図8】速度PI演算手段の速度比例ゲインKP設定値を示す図
【図9】従来例を表すブロック図
【符号の説明】
2 インバータ
3 ブラシレスモータ(3相電動機)
9 PWM信号生成手段
11 電流検出手段
16 インバータ印加電圧検出手段
17 誘起電圧推定手段
18 回転子位置速度推定手段
19 デューティ補正手段
21 速度PI演算手段
21a メモリー
Claims (2)
- 三相電動機と、インバータと、インバータ母線電流を検出する電流検出手段と、前記インバータが出力する電圧値と前記電流検出手段により検出される電流値とから前記電動機の誘起電圧を推定する誘起電圧推定手段と、推定された誘起電圧推定値に基づいて前記電動機の回転子磁極位置と回転速度を推定する回転子位置速度検出手段と、目標速度と推定された速度より比例積分(PI)演算を行なう速度PI演算手段と、前記速度PI演算手段で決定した補正値等に基づいて前記インバータを制御するPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、前記PWM信号生成手段で生成されたPWM信号のデューティを補正するデューティ補正手段とからなる電動機駆動装置において、前記電流検出手段がインバータ母線電流を検出している時間はPWM信号を変化させない様にデューティを補正する前記デューティ補正手段を有し、前記速度PI演算手段の速度比例ゲインを前記電動機の低速域において速度に応じて多段階あるいは直線的に可変とする電動機駆動装置。
- 速度PI制御の速度比例ゲインを読み書き可能なメモリーに記憶することを特徴とした請求項1記載の電動機駆動装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002288588A JP3675431B2 (ja) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | 電動機駆動装置 |
ES03021519T ES2403239T3 (es) | 2002-10-01 | 2003-09-24 | Accionador de motor eléctrico y sistema de control de accionamiento del mismo |
EP03021519A EP1406375B1 (en) | 2002-10-01 | 2003-09-24 | Electric motor driver and drive control system thereof |
CNB031348378A CN100356680C (zh) | 2002-10-01 | 2003-09-25 | 电动机驱动器及其驱动控制系统 |
MYPI20033702A MY136103A (en) | 2002-10-01 | 2003-09-29 | Electric motor driver and drive control system thereof |
KR1020030067654A KR20040030327A (ko) | 2002-10-01 | 2003-09-30 | 전기 모터 구동장치 및 그 구동 제어 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002288588A JP3675431B2 (ja) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | 電動機駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004129356A true JP2004129356A (ja) | 2004-04-22 |
JP3675431B2 JP3675431B2 (ja) | 2005-07-27 |
Family
ID=31987145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002288588A Expired - Fee Related JP3675431B2 (ja) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | 電動機駆動装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1406375B1 (ja) |
JP (1) | JP3675431B2 (ja) |
KR (1) | KR20040030327A (ja) |
CN (1) | CN100356680C (ja) |
ES (1) | ES2403239T3 (ja) |
MY (1) | MY136103A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010057252A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Sinfonia Technology Co Ltd | 同期モータ駆動制御装置 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100442650C (zh) * | 2005-07-27 | 2008-12-10 | 台达电子工业股份有限公司 | 马达控制方法及其装置 |
CN100428621C (zh) * | 2006-01-13 | 2008-10-22 | 海尔集团公司 | 一种无刷直流电动机变频控制装置 |
CN101047358B (zh) * | 2006-03-28 | 2012-08-15 | 海尔集团公司 | 一拖二空调的正弦直流变频控制方法及设备 |
JP4866216B2 (ja) * | 2006-11-22 | 2012-02-01 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
CN101272114B (zh) * | 2007-03-22 | 2011-06-22 | 海尔集团公司 | 直流电动机变频控制装置 |
EP2104222A1 (en) * | 2008-03-20 | 2009-09-23 | Electrolux Home Products Corporation N.V. | Method and device for controlling a brushless AC motor |
CN101604956B (zh) * | 2009-07-06 | 2011-06-22 | 山东雷奇电器有限公司 | 一种产生三相正弦波的装置 |
EP2582034B1 (en) * | 2010-06-08 | 2019-03-27 | Panasonic Corporation | Motor drive device, brushless motor, and motor drive method |
CN103081344B (zh) * | 2010-09-02 | 2014-08-20 | 日立汽车系统株式会社 | 同步电动机的驱动系统 |
CN101944876B (zh) * | 2010-09-30 | 2013-03-13 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种他励同步电机磁通定向方法 |
US9219439B2 (en) * | 2011-12-09 | 2015-12-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electric motor control device |
CN107155394B (zh) * | 2014-10-08 | 2019-06-11 | 三菱电机株式会社 | 功率转换装置及其控制方法、电动助力转向控制装置 |
CN105071719B (zh) * | 2015-07-27 | 2017-12-22 | 哈尔滨工业大学 | 用于小容量母线电容驱动器的无位置传感器估算方法 |
JP6998511B2 (ja) * | 2016-10-28 | 2022-01-18 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ブラシレスモータ制御装置およびブラシレスモータ制御方法 |
JP6805035B2 (ja) * | 2017-03-14 | 2020-12-23 | 株式会社東芝 | 集積回路 |
JP6841336B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2021-03-10 | 日本電産トーソク株式会社 | モータの制御装置及び記憶媒体 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2910129B2 (ja) * | 1990-03-14 | 1999-06-23 | 松下電器産業株式会社 | サーボモータの制御装置 |
US5420492A (en) * | 1993-01-14 | 1995-05-30 | Emerson Electric Co. | Method and apparatus of operating a dynamoelectric machine using DC bus current profile |
US5457375A (en) | 1994-05-27 | 1995-10-10 | Emerson Electric Co. | Sensorless commutation controller for a poly-phase dynamoelectric machine |
JP3295553B2 (ja) * | 1994-10-05 | 2002-06-24 | 三菱電機株式会社 | 可変速装置 |
US5920175A (en) | 1996-04-09 | 1999-07-06 | Sundstrand Corporation | Instantaneous position indicating apparatus for a sensorless switched reluctance machine system |
AUPP208798A0 (en) * | 1998-03-02 | 1998-03-26 | Casttikulm Research Pty Ltd | Motor controller |
JP3419725B2 (ja) * | 1999-01-27 | 2003-06-23 | 松下電器産業株式会社 | 位置センサレスモータ制御装置 |
JP3827052B2 (ja) * | 1999-05-21 | 2006-09-27 | 富士電機機器制御株式会社 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
JP4369589B2 (ja) * | 2000-03-01 | 2009-11-25 | 本田技研工業株式会社 | 電動自転車 |
JP3931079B2 (ja) * | 2001-12-14 | 2007-06-13 | 松下電器産業株式会社 | 電動機駆動装置及びそれを用いた冷凍装置 |
-
2002
- 2002-10-01 JP JP2002288588A patent/JP3675431B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-09-24 EP EP03021519A patent/EP1406375B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-09-24 ES ES03021519T patent/ES2403239T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-09-25 CN CNB031348378A patent/CN100356680C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-09-29 MY MYPI20033702A patent/MY136103A/en unknown
- 2003-09-30 KR KR1020030067654A patent/KR20040030327A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010057252A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Sinfonia Technology Co Ltd | 同期モータ駆動制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1406375A3 (en) | 2006-01-18 |
EP1406375A2 (en) | 2004-04-07 |
CN1492574A (zh) | 2004-04-28 |
KR20040030327A (ko) | 2004-04-09 |
EP1406375B1 (en) | 2013-02-13 |
CN100356680C (zh) | 2007-12-19 |
JP3675431B2 (ja) | 2005-07-27 |
MY136103A (en) | 2008-08-29 |
ES2403239T3 (es) | 2013-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3931079B2 (ja) | 電動機駆動装置及びそれを用いた冷凍装置 | |
JP3675431B2 (ja) | 電動機駆動装置 | |
US20120217849A1 (en) | Apparatus for calculating rotational position of rotary machine | |
WO2007001007A1 (ja) | 電力変換制御装置、電力変換制御方法、および電力変換制御用プログラム | |
US7576511B2 (en) | Motor control device and motor control method | |
JP2006129632A (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP2008206323A (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP2010068581A (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP3985792B2 (ja) | 電動機駆動装置およびそれを用いた空気調和機 | |
KR100486925B1 (ko) | 전동기 구동 장치 | |
JP2009273302A (ja) | 電動モータの制御装置 | |
JP2005151744A (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP4581603B2 (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP2005033957A (ja) | 空気調和機の圧縮機用電動機駆動装置 | |
JP6951945B2 (ja) | モータ制御装置及びモータ制御方法 | |
JP2007244171A (ja) | 電動機駆動装置及びそれを用いた空気調和機 | |
JP2005033921A (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP2008125205A (ja) | 電動機駆動装置及びそれを用いた空気調和機 | |
JP2004129336A (ja) | 電動機駆動装置 | |
WO2005006534A1 (ja) | 空気調和機の圧縮機用電動機駆動装置 | |
JP2010239762A (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP2010098871A (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP2006158036A (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP2005192267A (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP2009136053A (ja) | 電動機駆動装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050323 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050412 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050425 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090513 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100513 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110513 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120513 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130513 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130513 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |