JP2005046000A - Synchronous motor drive method, compressor drive methods, and their arrangements - Google Patents

Synchronous motor drive method, compressor drive methods, and their arrangements Download PDF

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広之 山井
Nobuki Kitano
伸起 北野
Yoshihito Sanko
義仁 三箇
Manabu Kosaka
学 小坂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize torque control for reducing a low speed vibration with a pulsating load of periodicity, in a condition of maximum efficiency further with a practical constitution. <P>SOLUTION: The torque control includes inverter control means 8,10 for controlling an inverter 5, in order to redundantly adding a fluctuation quantity with respect to both of the amplitude and phase of a current waveform or a voltage waveform when the torque control suppressing a speed fluctuation during a single rotation is conducted by a synchronous motor 6 controlled by the inverter 5, with respect to the load having periodic torque fluctuations. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は同期モータ駆動方法、圧縮機駆動方法およびこれらの装置に関し、さらに詳細にいえば、インバータを用いてブラシレスDCモータなどの同期モータを駆動する同期モータ駆動方法およびその装置、およびこのように駆動される同期モータによって圧縮機を駆動する方法およびその装置に関する。   The present invention relates to a synchronous motor driving method, a compressor driving method, and these devices, and more specifically, a synchronous motor driving method and device for driving a synchronous motor such as a brushless DC motor using an inverter, and the like. The present invention relates to a method and apparatus for driving a compressor by a driven synchronous motor.

従来から、1シリンダ圧縮機の1回転中の回転速度変動に伴う振動をインバータ・モータの入力電圧または入力電流を制御することにより低減するトルク制御技術が知られている(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a torque control technique for reducing vibrations associated with fluctuations in rotational speed during one rotation of a one-cylinder compressor by controlling the input voltage or input current of an inverter / motor (see Patent Document 1).

また、駆動源としては、位置検出機構を予め持つためトルク制御がACモータに比べて容易なブラシレスDCモータが専ら用いられている。   Further, as a drive source, a brushless DC motor that has a position detection mechanism in advance and is easier to control torque than an AC motor is exclusively used.

中でも、回転子の永久磁石を表面に装着する表面磁石構造のブラシレスDCモータは、トルク制御を行う場合、モータトルク発生に寄与しないd軸電流を0にする制御、すなわち電流位相をモータ速度起電圧の位相と同相(電流位相=0)になるように制御する方法が、効率低下のない駆動方法として知られ、制御が簡便なことからよく用いられている。   In particular, a brushless DC motor having a surface magnet structure in which a permanent magnet of a rotor is mounted on the surface, when performing torque control, controls to reduce the d-axis current that does not contribute to motor torque generation, that is, the current phase is the motor speed electromotive voltage. A method for controlling the phase to be in phase with the current phase (current phase = 0) is known as a driving method that does not cause a decrease in efficiency, and is often used because of simple control.

一方、回転子の永久磁石を内部に埋め込む埋込磁石構造のブラシレスDCモータは、2つの発生トルク、すなわち磁石トルクとリラクタンストルクを同時に出力でき、負荷トルクに応じて2つのトルク配分を適正化し、最小電流で最大トルクとなるように制御(以下、最大トルク制御と称する)することで表面磁石構造のブラシレスDCモータに比べ、さらに高効率な運転ができる特徴を持ち、最近になって特に省エネ性を要求される空気調和機などへの適用が進んでいる。   On the other hand, a brushless DC motor with an embedded magnet structure in which a permanent magnet of a rotor is embedded can output two generated torques, that is, a magnet torque and a reluctance torque at the same time, and optimize two torque distributions according to the load torque, Compared to a brushless DC motor with a surface magnet structure, it can be controlled to achieve maximum torque with the minimum current (hereinafter referred to as maximum torque control). The application to the air conditioner etc. which require is progressing.

また、埋込磁石構造のブラシレスDCモータの最大トルク制御方法は、非特許文献1に示されており、モータの電気的定数により定まる関係式に基づいてdq軸電流を制御すればよいことが知られている。
特公平6−42789号公報参照 「埋込磁石構造PMモータに適した制御法」、森本他、電気学会半導体電力変換研究会資料SPC−92−5
A maximum torque control method for a brushless DC motor having an embedded magnet structure is shown in Non-Patent Document 1, and it is known that the dq axis current may be controlled based on a relational expression determined by an electric constant of the motor. It has been.
See Japanese Examined Patent Publication No. 6-42789 "Control method suitable for PM motor with embedded magnet structure", Morimoto et al., IEEJ Semiconductor Power Conversion Study Materials SPC-92-5

しかし、前記の最大トルク制御法をトルク制御と組み合わせる場合、以下に示す問題点が発生する。  However, when the maximum torque control method is combined with torque control, the following problems occur.

(1)モータ温度、磁気飽和によるモデル誤差が発生し、絶えず最大トルク条件が門族されるわけではない。そして、モータのモデル誤差に伴う問題(具体的には、温度上昇に伴う巻線抵抗、速度起電力定数の変化、磁気飽和によるdq軸各々のインダクタンス値の変化と速度起電力定数の変化)を解決するためには、これら温度、磁気飽和による各種パラメータの変化を実測し、演算に加味する必要があるが、実用上は著しく困難である。   (1) Model errors due to motor temperature and magnetic saturation occur, and the maximum torque condition is not constantly maintained. Then, problems associated with motor model errors (specifically, winding resistance with changes in temperature, change in speed electromotive force constant, change in inductance value of each dq axis due to magnetic saturation and change in speed electromotive force constant) In order to solve this, it is necessary to actually measure changes in various parameters due to the temperature and magnetic saturation and to add them to the calculation, but this is extremely difficult in practice.

(2)振動に影響の少ない高次成分までキャンセルするトルク制御との組み合わせでは、必要以上の電力消費をしてしまう。   (2) In combination with torque control that cancels even higher-order components that are less affected by vibration, power consumption is more than necessary.

(3)トルク制御によりピーク電流が増加し、インバータ電流の限界を越え、最大トルク制御の動作ポイントからずらす必要がある。   (3) The peak current increases due to the torque control, exceeds the limit of the inverter current, and needs to be shifted from the operating point of the maximum torque control.

この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、周期性の脈動負荷を最大効率状態で、かつ実用的な構成で、低速振動を低減するためのトルク制御を実現できる同期モータ駆動方法、圧縮機駆動方法およびこれらの装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a synchronous motor driving method capable of realizing torque control for reducing low-speed vibration with a periodic pulsating load in a maximum efficiency state and a practical configuration. It is an object of the present invention to provide a compressor driving method and these apparatuses.

請求項1の同期モータ駆動方法は、周期性のトルク変動を有する負荷に対し、インバータで制御される同期モータにより1回転中の速度変動を抑制するトルク制御を行う場合に、電流波形または電圧波形の振幅および位相の両者に対して変動量を重畳する方法である。   The synchronous motor driving method according to claim 1 is a current waveform or a voltage waveform when a torque having a periodic torque fluctuation is controlled by a synchronous motor controlled by an inverter to suppress a speed fluctuation during one rotation. This is a method of superimposing the fluctuation amount on both the amplitude and the phase.

請求項2の同期モータ駆動方法は、トルク制御部の出力により制御される振幅の変動量に基づいて位相の変動量を制御する方法である。   The synchronous motor driving method according to claim 2 is a method of controlling the amount of phase fluctuation based on the amount of amplitude fluctuation controlled by the output of the torque control unit.

請求項3の同期モータ駆動方法は、トルク制御部の出力により制御される位相の変動量に基づいて振幅の変動量を制御する方法である。   A synchronous motor driving method according to a third aspect is a method of controlling the amplitude fluctuation amount based on the phase fluctuation amount controlled by the output of the torque control unit.

請求項4の同期モータ駆動方法は、トルク制御部の出力に基づき振幅の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき位相の変動量を制御する方法である。   A synchronous motor driving method according to a fourth aspect of the present invention is a method of controlling the amount of variation in amplitude based on the output of the torque control unit and controlling the amount of variation in phase based on the detected amount related to efficiency.

請求項5の同期モータ駆動方法は、トルク制御部の出力に基づき位相の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき振幅の変動量を制御する方法である。   The synchronous motor driving method according to claim 5 is a method of controlling the amount of phase fluctuation based on the output of the torque control unit and controlling the amount of amplitude fluctuation based on the detected amount related to the efficiency.

請求項6の同期モータ駆動方法は、前記変動量として、基本波および低次調波に対応するものを採用する方法である。   A synchronous motor driving method according to a sixth aspect of the present invention employs a method corresponding to a fundamental wave and a lower order harmonic as the fluctuation amount.

請求項7の同期モータ駆動方法は、前記変動量として、基本波に対応するものを採用する方法である。   A synchronous motor driving method according to a seventh aspect of the present invention employs a method corresponding to a fundamental wave as the fluctuation amount.

請求項8の同期モータ駆動方法は、前記振幅の変動量に対して3次調波を重畳する方法である。   The synchronous motor driving method according to claim 8 is a method of superimposing a third-order harmonic on the amplitude fluctuation amount.

請求項9の同期モータ駆動方法は、インバータの各相の出力端子に一方の端部が接続され、かつ他方の端部が互いに接続された抵抗により得られた第1中性点電圧と、同期モータの各相の固定子巻線の一方の端部を互いに接続して得られた第2中性点電圧との差を積分して同期モータの回転子の磁極位置を検出する方法である。   The synchronous motor driving method according to claim 9 is the same as the first neutral point voltage obtained by the resistor having one end connected to the output terminal of each phase of the inverter and the other end connected to each other. This is a method of detecting the magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor by integrating the difference with the second neutral point voltage obtained by connecting one end of the stator winding of each phase of the motor to each other.

請求項10の圧縮機駆動方法は、請求項1から請求項9の何れかに記載の同期モータ駆動方法により駆動される同期モータによって1シリンダ圧縮機を駆動する方法である。   A compressor driving method according to a tenth aspect is a method of driving a one-cylinder compressor by a synchronous motor driven by the synchronous motor driving method according to any one of the first to ninth aspects.

請求項11の同期モータ駆動装置は、周期性のトルク変動を有する負荷に対し、インバータで制御される同期モータにより1回転中の速度変動を抑制するトルク制御を行う場合に、電流波形または電圧波形の振幅および位相の両者に対して変動量を重畳すべくインバータを制御するインバータ制御手段を含むものである。   The synchronous motor drive device according to claim 11 is a current waveform or a voltage waveform when torque control for suppressing speed variation during one rotation is performed on a load having periodic torque variation by a synchronous motor controlled by an inverter. Inverter control means for controlling the inverter so as to superimpose the fluctuation amount on both the amplitude and the phase is included.

請求項12の同期モータ駆動装置は、インバータ制御手段として、トルク制御部の出力により制御される振幅の変動量に基づいて位相の変動量を制御するものを採用するものである。   The synchronous motor drive apparatus according to claim 12 employs, as the inverter control means, one that controls the phase fluctuation amount based on the amplitude fluctuation amount controlled by the output of the torque control unit.

請求項13の同期モータ駆動装置は、インバータ制御手段として、トルク制御部の出力により制御される位相の変動量に基づいて振幅の変動量を制御するものを採用するものである。   The synchronous motor drive apparatus according to claim 13 employs, as the inverter control means, one that controls the amount of variation in amplitude based on the amount of variation in phase controlled by the output of the torque control unit.

請求項14の同期モータ駆動装置は、インバータ制御手段として、トルク制御部の出力に基づき振幅の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき位相の変動量を制御するものを採用するものである。   The synchronous motor drive device according to claim 14 employs, as the inverter control means, one that controls the amount of amplitude fluctuation based on the output of the torque control unit and controls the amount of phase fluctuation based on the detected amount related to the efficiency. Is.

請求項15の同期モータ駆動装置は、インバータ制御手段として、トルク制御部の出力に基づき位相の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき振幅の変動量を制御するものを採用するものである。   The synchronous motor drive apparatus according to claim 15 employs, as the inverter control means, one that controls the amount of variation in phase based on the output of the torque control unit, and controls the amount of variation in amplitude based on the detected amount related to efficiency. Is.

請求項16の同期モータ駆動装置は、インバータ制御手段として、基本波および低次調波に対応するものを前記変動量とするものを採用するものである。   The synchronous motor drive device according to claim 16 employs, as the inverter control means, one that uses the fluctuation corresponding to the fundamental wave and the lower harmonic.

請求項17の同期モータ駆動装置は、インバータ制御手段として、基本波に対応するものを前記変動量とするものを採用するものである。   The synchronous motor drive device according to claim 17 employs, as the inverter control means, one that uses the fluctuation corresponding to the fundamental wave.

請求項18の同期モータ駆動装置は、インバータ制御手段として、前記振幅の変動量に対して3次調波を重畳するものを採用するものである。   The synchronous motor drive apparatus according to claim 18 employs an inverter control means that superimposes a third harmonic on the amplitude variation.

請求項19の同期モータ駆動装置は、第1中性点電圧を得るべくインバータの各相の出力端子に一方の端部が接続され、かつ他方の端部が互いに接続された抵抗と、第2中性点電圧を得るべく一方の端部が互いに接続された同期モータの各相の固定子巻線と、第1中性点電圧と第2中性点電圧との差を積分する積分手段と、積分信号に基づいて同期モータの回転子の磁極位置を検出する磁極位置検出手段とをさらに含むものである。   The synchronous motor drive device according to claim 19 is provided with a resistor having one end connected to an output terminal of each phase of the inverter and the other end connected to each other to obtain a first neutral point voltage; A stator winding of each phase of the synchronous motor, one end of which is connected to each other to obtain a neutral point voltage, and an integrating means for integrating the difference between the first neutral point voltage and the second neutral point voltage; And magnetic pole position detecting means for detecting the magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor based on the integration signal.

請求項20の圧縮機駆動装置は、請求項11から請求項19の何れかに記載の同期モータ駆動装置により駆動される同期モータによって1シリンダ圧縮機を駆動するものである。   A compressor driving device according to a twentieth aspect drives the one-cylinder compressor by a synchronous motor driven by the synchronous motor driving device according to any one of the eleventh to nineteenth aspects.

請求項1の発明は、周期性の脈動負荷を最大効率状態で、かつ実用的な構成で、低速振動を低減するためのトルク制御を実現することができるという特有の効果を奏する。   The invention according to claim 1 has a specific effect that it is possible to realize torque control for reducing low-speed vibration with a periodic pulsating load in a state of maximum efficiency and a practical configuration.

請求項2の発明は、請求項1と同様の効果を奏する。   The invention of claim 2 has the same effect as that of claim 1.

請求項3の発明は、請求項1と同様の効果を奏する。   The invention of claim 3 has the same effect as that of claim 1.

請求項4の発明は、最大トルク制御方法では考慮されていなかった鉄損を含めた制御を実現できるほか、請求項1と同様の効果を奏する。   The invention of claim 4 can realize control including iron loss which has not been considered in the maximum torque control method, and has the same effect as that of claim 1.

請求項5の発明は、最大トルク制御方法では考慮されていなかった鉄損を含めた制御を実現できるほか、請求項1と同様の効果を奏する。   The invention of claim 5 can realize control including iron loss which has not been taken into account in the maximum torque control method, and has the same effect as that of claim 1.

請求項6の発明は、請求項1から請求項5の何れかと同様の効果を奏する。   The invention of claim 6 has the same effect as any one of claims 1 to 5.

請求項7の発明は、請求項1から請求項5の何れかと同様の効果を奏する。   The invention of claim 7 has the same effect as any one of claims 1 to 5.

請求項8の発明は、請求項1から請求項5の何れかと同様の効果を奏する。   The invention of claim 8 has the same effect as any of claims 1 to 5.

請求項9の発明は、請求項1から請求項8の何れかと同様の効果を奏する。   The invention according to claim 9 has the same effects as any one of claims 1 to 8.

請求項10の発明は、省エネ性および低コスト化を実現することができるという特有の効果を奏する。   The invention of claim 10 has a specific effect that energy saving and cost reduction can be realized.

請求項11の発明は、周期性の脈動負荷を最大効率状態で、かつ実用的な構成で、低速振動を低減するためのトルク制御を実現することができるという特有の効果を奏する。   The invention according to claim 11 has a specific effect that the torque control for reducing the low-speed vibration can be realized with the periodic pulsating load in the maximum efficiency state and the practical configuration.

請求項12の発明は、請求項11と同様の効果を奏する。   The invention of claim 12 has the same effect as that of claim 11.

請求項13の発明は、請求項11と同様の効果を奏する。   The invention of claim 13 has the same effect as that of claim 11.

請求項14の発明は、最大トルク制御方法では考慮されていなかった鉄損を含めた制御を実現できるほか、請求項11と同様の効果を奏する。   The invention of claim 14 can achieve control including iron loss that has not been considered in the maximum torque control method, and has the same effect as that of claim 11.

請求項15の発明は、最大トルク制御方法では考慮されていなかった鉄損を含めた制御を実現できるほか、請求項11と同様の効果を奏する。   The invention of claim 15 can realize control including iron loss that has not been taken into account in the maximum torque control method, and has the same effect as that of claim 11.

請求項16の発明は、請求項11から請求項15の何れかと同様の効果を奏する。   The invention of claim 16 has the same effects as any of claims 11 to 15.

請求項17の発明は、請求項11から請求項15の何れかと同様の効果を奏する。   The invention according to claim 17 has the same effects as any of claims 11 to 15.

請求項18の発明は、請求項11から請求項15の何れかと同様の効果を奏する。   The invention of claim 18 has the same effect as that of any of claims 11 to 15.

請求項19の発明は、請求項11から請求項18の何れかと同様の効果を奏する。   The invention of claim 19 has the same effects as any of claims 11 to 18.

請求項20の発明は、省エネ性および低コスト化を実現することができるという特有の効果を奏する。   The invention of claim 20 has a specific effect that energy saving and cost reduction can be realized.

請求項1の同期モータ駆動方法であれば、周期性のトルク変動を有する負荷に対し、インバータで制御される同期モータにより1回転中の速度変動を抑制するトルク制御を行う場合に、電流波形または電圧波形の振幅および位相の両者に対して変動量を重畳するのであるから、周期性の脈動負荷を最大効率状態で、かつ実用的な構成で、低速振動を低減するためのトルク制御を実現することができる。さらに詳細に説明する。   According to the synchronous motor driving method of claim 1, when performing torque control for suppressing speed fluctuation during one rotation by a synchronous motor controlled by an inverter, for a load having periodic torque fluctuation, Since the fluctuation amount is superimposed on both the amplitude and phase of the voltage waveform, the torque control to reduce the low-speed vibration is realized with the periodic pulsating load in the maximum efficiency state and the practical configuration. be able to. Further details will be described.

負荷トルクが1回転中で脈動する周期性の負荷の場合に前記した埋込磁石構造のブラシレスDCモータの最大トルク制御方法の考え方を適用してみれば、図1に示すように、電流振幅並びに電流位相を1回転中で変動させればよいことが分かる。すなわち、前記最大トルク制御方法のモデルに立脚した複雑な演算を簡単な波形制御量に置き換えれることが分かる。したがって、図1に示す電流振幅と電流位相の各々の直流分、並びに変動分を運転条件毎に適宜補正することにより、正確に最大トルク制御を実現することができる。もちろん、電流振幅並びに電流位相を1回転中で変動させる代わりに電圧振幅並びに電圧位相を1回転中で変動させるようにしてもよい。   If the idea of the maximum torque control method of the brushless DC motor having the embedded magnet structure described above is applied to a periodic load that pulsates during one rotation, as shown in FIG. It can be seen that the current phase may be changed during one rotation. That is, it can be seen that a complicated calculation based on the model of the maximum torque control method can be replaced with a simple waveform control amount. Therefore, the maximum torque control can be accurately realized by appropriately correcting the direct current component and the fluctuation component of each of the current amplitude and current phase shown in FIG. 1 for each operating condition. Of course, instead of changing the current amplitude and current phase in one rotation, the voltage amplitude and voltage phase may be changed in one rotation.

請求項2の同期モータ駆動方法であれば、トルク制御部の出力により制御される振幅の変動量に基づいて位相の変動量を制御するのであるから、請求項1と同様の作用を達成することができる。   According to the synchronous motor driving method of the second aspect, the phase variation amount is controlled based on the amplitude variation amount controlled by the output of the torque control unit, so that the same effect as in the first aspect is achieved. Can do.

請求項3の同期モータ駆動方法であれば、トルク制御部の出力により制御される位相の変動量に基づいて振幅の変動量を制御するのであるから、請求項1と同様の作用を達成することができる。   According to the synchronous motor driving method of the third aspect, the amplitude fluctuation amount is controlled based on the phase fluctuation amount controlled by the output of the torque control unit, and therefore the same effect as in the first aspect is achieved. Can do.

請求項4の同期モータ駆動方法であれば、トルク制御部の出力に基づき振幅の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき位相の変動量を制御するのであるから、前記最大トルク制御方法では考慮されていなかった鉄損を含めた制御を実現できるほか、請求項1と同様の作用を達成することができる。この点に関して、前記最大トルク制御方法の考え方だけでは、モータ電流最小は銅損最小にすぎない。また、「ブラシレスDCモータの省エネルギー高効率運転法」、森本他、電学論D、vol.112−3、pp.285(平4−3)で最大効率制御の考え方も示されているが、鉄損を定数としているので、前述の最大トルク制御の問題点(1)と同じモデル誤差の問題が同様に存在している。したがって、請求項5の方法を採用することにより、鉄損を含めた制御を実現することができる。   According to the synchronous motor driving method of claim 4, the amplitude fluctuation amount is controlled based on the output of the torque control unit, and the phase fluctuation amount is controlled based on the detection amount related to the efficiency. In addition to realizing control including iron loss that has not been taken into account in the control method, the same action as in claim 1 can be achieved. In this regard, the motor current minimum is only the copper loss minimum only by the idea of the maximum torque control method. Also, “Energy-saving and high-efficiency operation method of brushless DC motor”, Morimoto et al., Electrology D, vol. 112-3, pp. Although the concept of maximum efficiency control is also shown in H.285 (Hei 4-3), since the iron loss is a constant, the same model error problem as the problem (1) of the maximum torque control described above exists as well. ing. Therefore, the control including the iron loss can be realized by adopting the method of claim 5.

請求項5の同期モータ駆動方法であれば、トルク制御部の出力に基づき位相の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき振幅の変動量を制御するのであるから、前記最大トルク制御方法では考慮されていなかった鉄損を含めた制御を実現できるほか、請求項1と同様の作用を達成することができる。   According to the synchronous motor drive method of claim 5, the phase fluctuation amount is controlled based on the output of the torque control unit, and the amplitude fluctuation amount is controlled based on the detection amount related to the efficiency. In addition to realizing control including iron loss that has not been taken into account in the control method, the same action as in claim 1 can be achieved.

請求項6の同期モータ駆動方法であれば、前記変動量として、基本波および低次調波に対応するものを採用するのであるから、請求項1から請求項5の何れかと同様の作用を達成することができる。さらに詳細に説明する。   In the synchronous motor driving method according to claim 6, since the variation corresponding to the fundamental wave and the low-order harmonic is adopted, the same effect as any one of claims 1 to 5 is achieved. can do. Further details will be described.

負荷トルク波形の調波成分中、振動への寄与度が大きな成分{例えば、脈動負荷となる1シリンダ圧縮機については1次調波+2次調波:高次なトルク変動成分についてははずみ車効果(慣性モーメントの作用)が周波数と共に高まるため、回転変動およびこれによる振動への影響が小さい}のみに電流振幅や電流位相の変動分の帯域に制限することが容易に行える。これにより、不必要な電力消費をなくすることができ、より高効率な運転が可能になる。もちろん、電流に代えて電圧を採用してもよい。   Of the harmonic component of the load torque waveform, a component having a large contribution to vibration {for example, for a one-cylinder compressor that becomes a pulsating load, a first harmonic + second harmonic: a flywheel effect for a higher-order torque fluctuation component ( Since the effect of the moment of inertia) increases with frequency, it can be easily limited to the fluctuation band of the current amplitude and the current phase only by the rotational fluctuation and the influence on the vibration due to this. Thereby, unnecessary power consumption can be eliminated, and more efficient operation is possible. Of course, a voltage may be used instead of the current.

請求項7の同期モータ駆動方法であれば、前記変動量として、基本波に対応するものを採用するのであるから、請求項1から請求項5の何れかと同様の作用を達成することができる。また、不必要な電力消費をなくすることができ、より高効率な運転が可能になる。   In the synchronous motor driving method according to the seventh aspect, since the variation corresponding to the fundamental wave is adopted as the variation, the same effect as any one of the first to fifth aspects can be achieved. In addition, unnecessary power consumption can be eliminated, and more efficient operation is possible.

請求項8の同期モータ駆動方法であれば、前記振幅の変動量に対して3次調波を重畳するのであるから、ピーク電流の抑制を簡便に行うことができ、インバータ電流限界の制約を緩和でき、より広い負荷トルク範囲で最適な動作ポイントでの運転が可能になるほか、請求項1から請求項5の何れかと同様の作用を達成することができる。なお、3次調波成分の重畳による振動への影響は、慣性モーメントの作用により殆どない。   According to the synchronous motor driving method of claim 8, since the third harmonic is superimposed on the amplitude fluctuation amount, the peak current can be easily suppressed, and the limitation on the inverter current limit is relaxed. In addition to being able to operate at an optimum operating point in a wider load torque range, it is possible to achieve the same effect as any one of claims 1 to 5. Note that there is almost no influence on vibration due to the superposition of the third harmonic component due to the action of the moment of inertia.

請求項9の同期モータ駆動方法であれば、インバータの各相の出力端子に一方の端部が接続され、かつ他方の端部が互いに接続された抵抗により得られた第1中性点電圧と、同期モータの各相の固定子巻線の一方の端部を互いに接続して得られた第2中性点電圧との差を積分して同期モータの回転子の磁極位置を検出するのであるから、磁極位置検出のためにホール素子、エンコーダなどを設ける必要がなくなるほか、請求項1から請求項8の何れかと同様の作用を達成することができる。   According to the synchronous motor driving method of claim 9, the first neutral point voltage obtained by a resistor having one end connected to the output terminal of each phase of the inverter and the other end connected to each other. The magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor is detected by integrating the difference with the second neutral point voltage obtained by connecting one end of the stator winding of each phase of the synchronous motor to each other. Therefore, it is not necessary to provide a Hall element, an encoder, or the like for detecting the magnetic pole position, and the same operation as any one of claims 1 to 8 can be achieved.

請求項10の圧縮機駆動方法であれば、請求項1から請求項9の何れかに記載の同期モータ駆動方法により駆動される同期モータによって1シリンダ圧縮機を駆動するのであるから、省エネ性および低コスト化を実現することができる。   In the compressor driving method according to claim 10, since the one-cylinder compressor is driven by the synchronous motor driven by the synchronous motor driving method according to any one of claims 1 to 9, energy saving and Cost reduction can be realized.

請求項11の同期モータ駆動装置であれば、周期性のトルク変動を有する負荷に対し、インバータで制御される同期モータにより1回転中の速度変動を抑制するトルク制御を行う場合に、インバータ制御手段によって電流波形または電圧波形の振幅および位相の両者に対して変動量を重畳すべくインバータを制御することができる。したがって、周期性の脈動負荷を最大効率状態で、かつ実用的な構成で、低速振動を低減するためのトルク制御を実現することができる。   In the synchronous motor drive device according to claim 11, when performing torque control for suppressing speed fluctuation during one rotation by a synchronous motor controlled by an inverter, for a load having periodic torque fluctuation, inverter control means Thus, the inverter can be controlled to superimpose the fluctuation amount on both the amplitude and phase of the current waveform or voltage waveform. Therefore, torque control for reducing low-speed vibration can be realized with a periodic pulsating load in a maximum efficiency state and a practical configuration.

請求項12の同期モータ駆動装置であれば、インバータ制御手段として、トルク制御部の出力により制御される振幅の変動量に基づいて位相の変動量を制御するものを採用しているので、請求項11と同様の作用を達成することができる。   In the synchronous motor drive device according to the twelfth aspect, the inverter control means employs a control device that controls the phase fluctuation amount based on the amplitude fluctuation amount controlled by the output of the torque control unit. 11 can be achieved.

請求項13の同期モータ駆動装置であれば、インバータ制御手段として、トルク制御部の出力により制御される位相の変動量に基づいて振幅の変動量を制御するものを採用しているので、請求項11と同様の作用を達成することができる。   In the synchronous motor drive device according to the thirteenth aspect, the inverter control means employs a device that controls the amount of variation in amplitude based on the amount of variation in phase controlled by the output of the torque control unit. 11 can be achieved.

請求項14の同期モータ駆動装置であれば、インバータ制御手段として、トルク制御部の出力に基づき振幅の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき位相の変動量を制御するものを採用しているので、前記最大トルク制御方法では考慮されていなかった鉄損を含めた制御を実現できるほか、請求項11と同様の作用を達成することができる。   In the synchronous motor drive device according to claim 14, the inverter control means controls the amplitude fluctuation amount based on the output of the torque control unit, and controls the phase fluctuation amount based on the detected amount related to the efficiency. Since it employs, it is possible to realize control including iron loss that has not been taken into account in the maximum torque control method, and it is possible to achieve the same operation as in the eleventh aspect.

請求項15の同期モータ駆動装置であれば、インバータ制御手段として、トルク制御部の出力に基づき位相の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき振幅の変動量を制御するものを採用しているので、前記最大トルク制御方法では考慮されていなかった鉄損を含めた制御を実現できるほか、請求項11と同様の作用を達成することができる。   In the synchronous motor drive device according to claim 15, the inverter control means controls the amount of phase variation based on the output of the torque control unit, and controls the amount of amplitude variation based on the detected amount related to efficiency. Since it employs, it is possible to realize control including iron loss that has not been taken into account in the maximum torque control method, and it is possible to achieve the same operation as in the eleventh aspect.

請求項16の同期モータ駆動装置であれば、インバータ制御手段として、基本波および低次調波に対応するものを前記変動量とするものを採用しているので、請求項11から請求項15の何れかと同様の作用を達成することができる。また、不必要な電力消費をなくすることができ、より高効率な運転が可能になる。   In the synchronous motor drive device according to claim 16, the inverter control means adopts the variation corresponding to the fundamental wave and the low-order harmonics. The same action as any one can be achieved. In addition, unnecessary power consumption can be eliminated, and more efficient operation is possible.

請求項17の同期モータ駆動装置であれば、インバータ制御手段として、基本波に対応するものを前記変動量とするものを採用しているので、請求項11から請求項15の何れかと同様の作用を達成することができる。また、不必要な電力消費をなくすることができ、より高効率な運転が可能になる。   In the synchronous motor drive device according to claim 17, the inverter control means employs the one corresponding to the fundamental wave as the amount of variation, and thus the same effect as any one of claims 11 to 15. Can be achieved. In addition, unnecessary power consumption can be eliminated, and more efficient operation is possible.

請求項18の同期モータ駆動装置であれば、インバータ制御手段として、前記振幅の変動量に対して3次調波を重畳するものを採用しているので、ピーク電流の抑制を簡便に行うことができ、インバータ電流限界の制約を緩和でき、より広い負荷トルク範囲で最適な動作ポイントでの運転が可能になるほか、請求項11から請求項15の何れかと同様の作用を達成することができる。なお、3次調波成分の重畳による振動への影響は、慣性モーメントの作用により殆どない。   In the synchronous motor drive device according to claim 18, since the inverter control means employs a component that superimposes the third harmonic on the fluctuation amount of the amplitude, the peak current can be easily suppressed. In addition, the limitation on the inverter current limit can be relaxed, operation at an optimum operating point can be performed in a wider load torque range, and the same operation as any one of claims 11 to 15 can be achieved. Note that there is almost no influence on vibration due to the superposition of the third harmonic component due to the action of the moment of inertia.

請求項19の同期モータ駆動装置であれば、インバータの各相の出力端子に一方の端部が接続され、かつ他方の端部が互いに接続された抵抗により第1中性点電圧を得、一方の端部が互いに接続された同期モータの各相の固定子巻線により第2中性点電圧を得、積分手段により、第1中性点電圧と第2中性点電圧との差を積分し、磁極位置検出手段により、積分信号に基づいて同期モータの回転子の磁極位置を検出することができる。したがって、磁極位置検出のためにホール素子、エンコーダなどを設ける必要がなくなるほか、請求項11から請求項18の何れかと同様の作用を達成することができる。   In the synchronous motor drive device according to claim 19, a first neutral point voltage is obtained by a resistor having one end connected to an output terminal of each phase of the inverter and the other end connected to each other, The second neutral point voltage is obtained by the stator windings of the respective phases of the synchronous motor, the ends of which are connected to each other, and the difference between the first neutral point voltage and the second neutral point voltage is integrated by the integrating means Then, the magnetic pole position detection means can detect the magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor based on the integration signal. Therefore, it is not necessary to provide a Hall element, an encoder, or the like for magnetic pole position detection, and the same effect as any one of claims 11 to 18 can be achieved.

請求項20の圧縮機駆動装置であれば、請求項11から請求項19の何れかに記載の同期モータ駆動装置により駆動される同期モータによって1シリンダ圧縮機を駆動するのであるから、省エネ性および低コスト化を実現することができる。   In the compressor driving device according to claim 20, since the one-cylinder compressor is driven by the synchronous motor driven by the synchronous motor driving device according to any one of claims 11 to 19, energy saving and Cost reduction can be realized.

さらに詳細に説明する。   Further details will be described.

同期モータの3相/dq座標変換を数1のように置くと、同期モータの電圧方程式は数2のようになり、その発生トルクはdq軸電流により数3のように与えられる。ここで、d軸は、永久磁石が発生する磁束の方向を示す軸であり、q軸はd軸と電気的に90°ずれた軸である。   When the three-phase / dq coordinate transformation of the synchronous motor is set as shown in Equation 1, the voltage equation of the synchronous motor becomes as shown in Equation 2, and the generated torque is given as shown in Equation 3 by the dq axis current. Here, the d-axis is an axis indicating the direction of the magnetic flux generated by the permanent magnet, and the q-axis is an axis that is electrically shifted by 90 ° from the d-axis.

Figure 2005046000
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このとき、同期モータに流れる実電流は、数1の変換により数5となり、同期モータ印加電圧は数4、数5により演算できる。 At this time, the actual current flowing through the synchronous motor becomes Equation 5 by the conversion of Equation 1, and the synchronous motor applied voltage can be calculated by Equations 4 and 5.

Figure 2005046000
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ここで、pは極対数、Rは巻線抵抗、Lq、Ldはdq座標系に変換した自己インダクタンス、Keは速度起電圧定数である。また、θは電気角とする。   Here, p is the number of pole pairs, R is a winding resistance, Lq and Ld are self-inductances converted into a dq coordinate system, and Ke is a speed electromotive force constant. Θ is an electrical angle.

ここで、表面磁石構造の同期モータについては、Lq=Ldとなるので、数3よりd軸電流がトルクに関与していないことが分かる。したがって、モータ電流を極小、すなわち高効率なトルク制御を行うためには、d軸電流を0に制御すればよく、数6においてこの条件を適用すると、望ましい電流位相は0(固定)であることが分かる。ただし、最大トルク制御時の電流位相は固定となるものの、電圧位相については、図2に示すように、変化させる必要があることが分かる。   Here, for a synchronous motor having a surface magnet structure, since Lq = Ld, it can be seen from Equation 3 that the d-axis current is not involved in the torque. Therefore, in order to perform the torque control with the minimum motor current, that is, high efficiency, the d-axis current may be controlled to 0. When this condition is applied in Equation 6, the desired current phase is 0 (fixed). I understand. However, although the current phase at the time of maximum torque control is fixed, it can be seen that the voltage phase needs to be changed as shown in FIG.

Figure 2005046000
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ここで、図2は、表面磁石構造のブラシレスDCモータの場合に、トルク制御を効率よく行うために電流位相を0radに設定した条件下での電圧振幅と位相の変動分のシミュレーション結果を示しており、インダクタンスが小さいため位相変動分が埋込磁石構造のブラシレスDCモータに比べ小さいことが分かる。 Here, FIG. 2 shows a simulation result of fluctuations in voltage amplitude and phase under the condition that the current phase is set to 0 rad for efficient torque control in the case of a brushless DC motor having a surface magnet structure. In addition, it can be seen that since the inductance is small, the amount of phase fluctuation is smaller than that of a brushless DC motor having an embedded magnet structure.

一方、前記文献「埋込磁石構造PMモータに適した制御法」によれば、同期モータの埋込磁石構造の同期モータの最大トルク(モータ電流を最小とする)条件は、数7のdq軸電流で与えられる。このときの発生トルクは、数3、数7より数8となる。   On the other hand, according to the above-mentioned document “Control Method Suitable for Embedded Magnet Structure PM Motor”, the maximum torque (minimizing the motor current) condition of the synchronous motor of the embedded magnet structure of the synchronous motor is the dq axis of Equation 7 Given in current. The generated torque at this time is represented by equation 8 from equations 3 and 7.

Figure 2005046000
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すなわち、電流を極小にするトルク制御を行う場合には、トルクの大きさに応じてdq軸電流の配分を適宜調整する必要があることが分かる。 That is, it is understood that when performing torque control to minimize the current, it is necessary to appropriately adjust the distribution of the dq axis current according to the magnitude of the torque.

また、同期モータの一種であるリラクタンスモータ(リラクタンストルクのみで駆動するモータ)については、数7の速度起電圧定数Keを0とすることで、電流位相=45°が最大トルク制御条件と分かる。リラクタンスモータでは、リラクタンストルクを得るためにインダクタンスLを大きくする設計が一般に行われるので、電圧位相変動分を大きく設定する必要があり、電圧の振幅と位相とを共に変動させることでトルク制御時に埋込磁石構造のブラシレスDCモータなみの効率改善効果がある。   Further, for a reluctance motor (a motor driven only by reluctance torque) which is a kind of synchronous motor, the current phase = 45 ° can be understood as the maximum torque control condition by setting the speed electromotive force constant Ke in Equation 7 to 0. In general, reluctance motors are designed to increase inductance L in order to obtain reluctance torque. Therefore, it is necessary to set a large voltage phase fluctuation, and the voltage amplitude and phase are both changed to compensate for the torque control. It has the effect of improving efficiency as a brushless DC motor with a built-in magnet structure.

ここで、1回転中で負荷トルクが脈動する負荷、例えば圧縮機を同期モータで駆動する場合について、数7、数8に基づいて考えてみると、dq軸電流を図1のように回転子の回転位置(磁極位置)に応じて変動させる必要があることが分かる。   Here, when considering a load in which the load torque pulsates during one rotation, for example, the case where the compressor is driven by a synchronous motor, based on Equations 7 and 8, the dq-axis current is expressed as shown in FIG. It can be seen that it is necessary to vary the rotation position (magnetic pole position).

さらに得られた図1のdq軸電流を数6により実電流の振幅と位相にそれぞれ変換すると、図3のようになり、モータ電流が極小の状態で脈動負荷に一致したモータトルクを発生させるためには、電流振幅と電流位相の両者を変動させればよいことが分かる。この知見に基づけば、電流振幅と電流位相の各々の変動分の大きさと位相を調整するのみの簡便な制御で、モータ電流が極小の状態でのトルク制御を実現でき、多くのモデル定数を用いた複雑な演算が不要となり、温度上昇や磁気飽和による影響を考慮するために各条件下で多くのモデル定数測定の工数も不要になる。   Further, when the obtained dq-axis current of FIG. 1 is converted into the amplitude and phase of the actual current by Equation 6, as shown in FIG. 3, in order to generate the motor torque that matches the pulsating load when the motor current is minimal. It is understood that both the current amplitude and the current phase should be changed. Based on this knowledge, it is possible to achieve torque control with minimal motor current by simply adjusting the magnitude and phase of the fluctuations in the current amplitude and current phase, and use many model constants. Complicated calculations are no longer necessary, and many model constant measurement steps are not required under each condition in order to take into account the effects of temperature rise and magnetic saturation.

さらにこのとき、必要な印加電圧について数2と数5により求めてみると、図4のようになり、モータ電流と同様に、印加電圧の振幅と位相を負荷トルクの脈動に同期して変動させればよいことが分かる。   Further, at this time, the required applied voltage is obtained from Equations 2 and 5, as shown in FIG. 4. Like the motor current, the amplitude and phase of the applied voltage are varied in synchronization with the pulsation of the load torque. You can see that

なお、図3、図4において破線が平均値を示している。   In addition, the broken line has shown the average value in FIG. 3, FIG.

以下、添付図面によってこの発明の実施の態様を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図5はこの発明の同期モータ駆動装置の一実施態様を示すブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the synchronous motor driving apparatus of the present invention.

この同期モータ駆動装置は、速度指令ω*とモータ速度ωとの偏差を算出する速度偏差算出部1と、算出された偏差を入力として所定の演算(例えば、PI演算)を行って電流振幅の平均値指令を出力する速度制御部2と、電流振幅の平均値指令と後述するトルク制御部10から出力される回転位置毎の電流振幅の変動分とを加算して電流振幅指令を出力する電流振幅指令出力部3と、この電流振幅指令と後述する電流位相指令出力部11から出力される電流位相指令とを入力として、例えば数9に基づいて3相交流指令を出力する3相交流演算部4と、この3相交流指令を入力とする電流形インバータ5と、電流形インバータ5の出力が供給される同期モータ6と、同期モータ6の回転子の磁極位置を検出して位置角θを出力する回転子位置検出部7と、位置角θを入力としてモータ速度ωを算出して出力する速度演算部9と、モータ速度ωおよび位置角θを入力としてトルク制御演算を行い、回転位置毎の電流振幅の変動分を出力するトルク制御部10と、回転位置毎の電流振幅の変動分を入力として位相制御演算(例えば、所定の係数を乗算するとともに、位相シフト演算を行う)を行って電流位相の変動分指令を算出して出力する位相制御部8と、従来公知のようにして得られる平均位相指令β*と変動分指令とを加算して電流位相指令を算出して出力する電流位相指令出力部11とを有している。   This synchronous motor driving device performs a predetermined calculation (for example, PI calculation) by using the calculated deviation as an input and a speed deviation calculation unit 1 that calculates a deviation between the speed command ω * and the motor speed ω. A speed control unit 2 that outputs an average value command, and a current that outputs a current amplitude command by adding an average value command of current amplitude and a variation in current amplitude for each rotational position output from a torque control unit 10 described later. A three-phase alternating current calculation unit that outputs a three-phase alternating current command based on, for example, Equation 9 using the amplitude command output unit 3 and the current amplitude command and a current phase command output from a current phase command output unit 11 described later as inputs. 4, the current source inverter 5 that receives this three-phase AC command, the synchronous motor 6 to which the output of the current source inverter 5 is supplied, and the magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor 6 to detect the position angle θ. Output rotor position The output unit 7, the speed calculation unit 9 that calculates and outputs the motor speed ω with the position angle θ as an input, and the torque control calculation with the motor speed ω and the position angle θ as an input to change the current amplitude for each rotational position And a phase control calculation (for example, multiplying by a predetermined coefficient and performing a phase shift calculation) by inputting the fluctuation amount of the current amplitude at each rotational position as an input, and a fluctuation amount of the current phase. A phase control unit 8 that calculates and outputs a command, and a current phase command output unit 11 that calculates and outputs a current phase command by adding an average phase command β * obtained in a conventionally known manner and a variation command. And have.

Figure 2005046000
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なお、回転子位置検出部7としては、エンコーダなどの回転位置センサとその出力のカウンタ回路、モータ端子電圧をフィルタリングする位置検出回路、モータの電気的所量から位置演算する回路などが例示できる。   Examples of the rotor position detection unit 7 include a rotation position sensor such as an encoder and an output counter circuit, a position detection circuit that filters the motor terminal voltage, and a circuit that calculates a position based on the electrical quantity of the motor.

また、この実施態様および以下の実施態様において、同期モータ6としては、表面磁石構造のブラシレスDCモータ、埋込磁石構造のブラシレスDCモータ、リラクタンスモータなどが例示できる。   In this embodiment and the following embodiments, examples of the synchronous motor 6 include a brushless DC motor having a surface magnet structure, a brushless DC motor having an embedded magnet structure, and a reluctance motor.

図6は図5の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the synchronous motor driving device of FIG.

ステップSP1において、回転子位置(位置角)θを入力し、ステップSP2において、回転子位置θから回転速度(モータ速度)ωを演算し、ステップSP3において、実速度ωと速度指令ω*との差をPI(比例・積分)演算することにより平均電流振幅指令を得、ステップSP4において、実速度ωおよび回転子位置θを入力とするトルク制御演算を行って、実速度変動量から電流振幅の変動分を得、ステップSP5において、平均電流振幅指令と電流振幅の変動分とを加算して振幅指令を得、記憶し、ステップSP6において、電流振幅の変動分を係数倍し、シフトし、電流位相の変動分を得(ここで、係数、シフト量は、例えば、経験的に定める。)、ステップSP7において、外部からの平均位相指令β*と電流位相の変動分とを加算して位相指令を得、記憶し、ステップSP8において、記憶した電流振幅および位相指令を3相交流演算部に供給し、ステップSP9において、各相電流を求め、電流形インバータに供給し、そのまま元の処理に戻る。   In step SP1, the rotor position (position angle) θ is input. In step SP2, the rotational speed (motor speed) ω is calculated from the rotor position θ. In step SP3, the actual speed ω and the speed command ω * are calculated. An average current amplitude command is obtained by PI (proportional / integral) calculation of the difference, and in step SP4, torque control calculation is performed with the actual speed ω and the rotor position θ as inputs, and the current amplitude is calculated from the actual speed fluctuation amount. In step SP5, the average current amplitude command and the current amplitude variation are added to obtain and store the amplitude command, and in step SP6, the current amplitude variation is multiplied by a factor and shifted. A phase fluctuation is obtained (where the coefficient and shift amount are determined empirically, for example), and in step SP7, the average phase command β * from the outside and the current phase fluctuation are added. In step SP8, the stored current amplitude and phase commands are supplied to the three-phase alternating current calculation unit. In step SP9, each phase current is obtained and supplied to the current source inverter. Return to the process.

したがって、平均電流振幅指令と電流振幅の変動分とを加算して振幅指令を得ることにより、振動低減を達成し、外部からの平均位相指令β*と電流位相の変動分とを加算して位相指令を得ることにより、効率の向上を達成することができる。この結果、周期性の脈動負荷を最大効率状態でトルク制御し、振動を低減することができる。   Therefore, vibration is reduced by adding the average current amplitude command and the current amplitude fluctuation to obtain the amplitude command, and the phase is obtained by adding the average phase command β * from the outside and the current phase fluctuation. By obtaining a command, an improvement in efficiency can be achieved. As a result, the periodic pulsating load can be torque controlled in the maximum efficiency state, and vibration can be reduced.

図7はこの発明の同期モータ駆動装置の他の実施態様を示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the synchronous motor driving apparatus of the present invention.

この同期モータ駆動装置は、電流形インバータ5に代えて、3相交流指令と後述する巻線電流検出部5cから出力される巻線電流検出値との偏差を算出する電流偏差算出部5dと、算出された偏差を入力として電流制御を行って電流指令を電圧指令に変換する電流制御部5aと、変換された電圧指令を入力とする電圧形インバータ5bと、後述する同期モータ6の巻線電流を検出する巻線電流検出部5cとを採用した点が図5の同期モータ駆動装置と異なるのみであり、他の構成部分は図5の同期モータ駆動装置と同様である。   In this synchronous motor driving device, instead of the current source inverter 5, a current deviation calculation unit 5d that calculates a deviation between a three-phase AC command and a winding current detection value output from a winding current detection unit 5c described later; A current control unit 5a that performs current control using the calculated deviation as an input and converts the current command into a voltage command, a voltage source inverter 5b that receives the converted voltage command, and a winding current of the synchronous motor 6 described later 5 is different from the synchronous motor driving device of FIG. 5 only in that the winding current detecting unit 5c for detecting the above is used, and the other components are the same as those of the synchronous motor driving device of FIG.

図8は図7の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the synchronous motor driving apparatus of FIG.

ステップSP1において、回転子位置(位置角)θを入力し、ステップSP2において、回転子位置θから回転速度(モータ速度)ωを演算し、ステップSP3において、実速度ωと速度指令ω*との差をPI(比例・積分)演算することにより平均電流振幅指令を得、ステップSP4において、実速度ωおよび回転子位置θを入力とするトルク制御演算を行って、実速度変動量から電流振幅の変動分を得、ステップSP5において、平均電流振幅指令と電流振幅の変動分とを加算して振幅指令を得、記憶し、ステップSP6において、電流振幅の変動分を係数倍し、シフトし、電流位相の変動分を得(ここで、係数、シフト量は、例えば、経験的に定める。)、ステップSP7において、外部からの平均位相指令β*と電流位相の変動分とを加算して位相指令を得、記憶し、ステップSP8において、記憶した電流振幅および位相指令を3相交流演算部に供給し、ステップSP9において、各相電流を求め、電流制御形インバータに供給し、そのまま元の処理に戻る。   In step SP1, the rotor position (position angle) θ is input. In step SP2, the rotational speed (motor speed) ω is calculated from the rotor position θ. In step SP3, the actual speed ω and the speed command ω * are calculated. An average current amplitude command is obtained by PI (proportional / integral) calculation of the difference, and in step SP4, torque control calculation is performed with the actual speed ω and the rotor position θ as inputs, and the current amplitude is calculated from the actual speed fluctuation amount. In step SP5, the average current amplitude command and the current amplitude variation are added to obtain and store the amplitude command, and in step SP6, the current amplitude variation is multiplied by a factor and shifted. A phase fluctuation is obtained (where the coefficient and shift amount are determined empirically, for example), and in step SP7, the average phase command β * from the outside and the current phase fluctuation are added. In step SP8, the stored current amplitude and phase commands are supplied to the three-phase alternating current calculation unit. In step SP9, the respective phase currents are obtained and supplied to the current control type inverter. Return to the original process.

したがって、平均電流振幅指令と電流振幅の変動分とを加算して振幅指令を得ることにより、振動低減を達成し、外部からの平均位相指令β*と電流位相の変動分とを加算して位相指令を得ることにより、効率の向上を達成することができる。この結果、周期性の脈動負荷を最大効率状態でトルク制御し、振動を低減することができる。   Therefore, vibration is reduced by adding the average current amplitude command and the current amplitude fluctuation to obtain the amplitude command, and the phase is obtained by adding the average phase command β * from the outside and the current phase fluctuation. By obtaining a command, an improvement in efficiency can be achieved. As a result, the periodic pulsating load can be torque controlled in the maximum efficiency state, and vibration can be reduced.

また、図7の同期モータ駆動装置は、主回路構成が電流形インバータと比較して簡易な電圧形インバータを採用しているので、全体として構成を簡単化できる。   Further, the synchronous motor driving device of FIG. 7 employs a simple voltage source inverter as compared with the current source inverter in the main circuit configuration, and therefore the configuration can be simplified as a whole.

図9はこの発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。   FIG. 9 is a block diagram showing still another embodiment of the synchronous motor driving apparatus of the present invention.

この同期モータ駆動装置は、速度指令ω*とモータ速度ωとの偏差を算出する速度偏差算出部21と、算出された偏差を入力として所定の演算(例えば、PI演算)を行って電圧振幅の平均値指令を出力する速度制御部22と、電圧振幅の平均値指令と後述するトルク制御部30から出力される回転位置毎の電圧振幅の変動分とを加算して電圧振幅指令を出力する電圧振幅指令出力部3と、この電圧振幅指令と後述する電圧位相指令出力部31から出力される電圧位相指令とを入力として、例えば数10に基づいて3相交流指令を出力する3相交流演算部24と、この3相交流指令を入力とする電圧形インバータ25と、電圧形インバータ25の出力が供給される同期モータ6と、同期モータ6の回転子の磁極位置を検出して位置角θを出力する回転子位置検出部27と、位置角θを入力としてモータ速度ωを算出して出力する速度演算部29と、モータ速度ωおよび位置角θを入力としてトルク制御演算を行い、回転位置毎の電圧振幅の変動分を出力するトルク制御部30と、回転位置毎の電圧振幅の変動分を入力として位相制御演算(例えば、所定の係数を乗算するとともに、位相シフト演算を行う)を行って電圧位相の変動分指令を算出して出力する位相制御部28と、従来公知のようにして得られる平均位相指令α*と変動分指令とを加算して電圧位相指令を算出して出力する電圧位相指令出力部31とを有している。   This synchronous motor driving device performs a predetermined calculation (for example, PI calculation) with the calculated deviation as an input and a speed deviation calculation unit 21 that calculates a deviation between the speed command ω * and the motor speed ω. Speed control unit 22 that outputs an average value command, and a voltage that outputs a voltage amplitude command by adding an average value command of voltage amplitude and a variation in voltage amplitude for each rotational position output from torque control unit 30 described later A three-phase AC calculation unit that outputs a three-phase AC command based on, for example, Equation 10 using the amplitude command output unit 3 and the voltage amplitude command and a voltage phase command output from a voltage phase command output unit 31 described later as inputs. 24, the voltage source inverter 25 that receives this three-phase AC command, the synchronous motor 6 to which the output of the voltage source inverter 25 is supplied, and the magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor 6 to detect the position angle θ. Output The rotor position detection unit 27, the speed calculation unit 29 that calculates and outputs the motor speed ω with the position angle θ as an input, the torque control calculation with the motor speed ω and the position angle θ as input, and the voltage for each rotation position A torque control unit 30 that outputs amplitude fluctuations and a phase control calculation (for example, multiplication of a predetermined coefficient and phase shift calculation) with the voltage amplitude fluctuation for each rotational position as an input for voltage phase The phase control unit 28 that calculates and outputs the fluctuation command of the voltage, and the voltage phase command that calculates and outputs the voltage phase command by adding the average phase command α * and the fluctuation command obtained in a conventional manner. And an output unit 31.

Figure 2005046000
Figure 2005046000

なお、回転子位置検出部27としては、エンコーダなどの回転位置センサとその出力のカウンタ回路、モータ端子電圧をフィルタリングする位置検出回路、モータの電気的所量から位置演算する回路などが例示できる。   Examples of the rotor position detection unit 27 include a rotation position sensor such as an encoder and an output counter circuit, a position detection circuit that filters the motor terminal voltage, and a circuit that calculates a position based on the electrical quantity of the motor.

図10は図9の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the synchronous motor driving apparatus of FIG.

ステップSP1において、回転子位置(位置角)θを入力し、ステップSP2において、回転子位置θから回転速度(モータ速度)ωを演算し、ステップSP3において、実速度ωと速度指令ω*との差をPI(比例・積分)演算することにより平均電圧振幅指令を得、ステップSP4において、実速度ωおよび回転子位置θを入力とするトルク制御演算を行って、実速度変動量から電圧振幅の変動分を得、ステップSP5において、平均電圧振幅指令と電圧振幅の変動分とを加算して振幅指令を得、記憶し、ステップSP6において、電圧振幅の変動分を係数倍し、シフトし、電圧位相の変動分を得(ここで、係数、シフト量は、例えば、経験的に定める。)、ステップSP7において、外部からの平均位相指令α*と電圧位相の変動分とを加算して位相指令を得、記憶し、ステップSP8において、記憶した電圧振幅および位相指令を3相交流演算部に供給し、ステップSP9において、各相電圧を求め、電圧形インバータに供給し、そのまま元の処理に戻る。   In step SP1, the rotor position (position angle) θ is input. In step SP2, the rotational speed (motor speed) ω is calculated from the rotor position θ. In step SP3, the actual speed ω and the speed command ω * are calculated. An average voltage amplitude command is obtained by PI (proportional / integral) calculation of the difference, and in step SP4, torque control calculation is performed with the actual speed ω and the rotor position θ as inputs, and the voltage amplitude is calculated from the actual speed fluctuation amount. In step SP5, the average voltage amplitude command and the voltage amplitude variation are added to obtain and store the amplitude command, and in step SP6, the voltage amplitude variation is multiplied by a factor and shifted. A phase variation is obtained (where the coefficient and shift amount are determined empirically, for example), and in step SP7, the external average phase command α * and the voltage phase variation are added. In step SP8, the stored voltage amplitude and phase commands are supplied to the three-phase alternating current calculation unit. In step SP9, the phase voltages are obtained and supplied to the voltage source inverter. Return to the process.

したがって、平均電圧振幅指令と電圧振幅の変動分とを加算して振幅指令を得ることにより、振動低減を達成し、外部からの平均位相指令β*と電圧位相の変動分とを加算して位相指令を得ることにより、効率の向上を達成することができる。この結果、周期性の脈動負荷を最大効率状態でトルク制御し、振動を低減することができる。   Therefore, vibration is reduced by adding the average voltage amplitude command and the voltage amplitude variation to obtain the amplitude command, and the phase is obtained by adding the average phase command β * from the outside and the voltage phase variation. By obtaining a command, an improvement in efficiency can be achieved. As a result, the periodic pulsating load can be torque controlled in the maximum efficiency state, and vibration can be reduced.

図11はこの発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。   FIG. 11 is a block diagram showing still another embodiment of the synchronous motor driving device of the present invention.

この同期モータ駆動装置は、速度指令ω*とモータ速度ωとの偏差を算出する速度偏差算出部41と、算出された偏差を入力として所定の演算(例えば、PI演算)を行って電圧位相の平均値指令を出力する速度制御部42と、電圧位相の平均値指令と後述するトルク制御部50から出力される回転位置毎の電圧位相の変動分とを加算して電圧位相指令を出力する電圧位相指令出力部43と、この電圧位相指令と後述する電圧振幅指令出力部51から出力される電圧振幅指令とを入力として、例えば数10に基づいて3相交流指令を出力する3相交流演算部44と、この3相交流指令を入力とする電圧形インバータ45と、電圧形インバータ45の出力が供給される同期モータ6と、同期モータ6の回転子の磁極位置を検出して位置角θを出力する回転子位置検出部47と、位置角θを入力としてモータ速度ωを算出して出力する速度演算部49と、モータ速度ωおよび位置角θを入力としてトルク制御演算を行い、回転位置毎の電圧位相の変動分を出力するトルク制御部50と、回転位置毎の電圧位相の変動分を入力として位相制御演算(例えば、所定の係数を乗算するとともに、位相シフト演算を行う)を行って電圧振幅の変動分指令を算出して出力する位相制御部48と、従来公知のようにして得られる平均振幅指令Vm*と変動分指令とを加算して電圧振幅指令を算出して出力する電圧振幅指令出力部51とを有している。   This synchronous motor drive device performs a predetermined calculation (for example, PI calculation) with the calculated deviation as an input, and a speed deviation calculation unit 41 that calculates a deviation between the speed command ω * and the motor speed ω, and the voltage phase is calculated. Speed control unit 42 that outputs an average value command, and a voltage that outputs a voltage phase command by adding a voltage phase average value command and a variation in voltage phase for each rotational position output from torque control unit 50 described later A three-phase alternating current calculation unit that outputs a three-phase alternating current command based on, for example, Formula 10, using the phase command output unit 43 and a voltage amplitude command output from the voltage amplitude command output unit 51 described later as an input. 44, the voltage source inverter 45 that receives this three-phase AC command, the synchronous motor 6 to which the output of the voltage source inverter 45 is supplied, and the magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor 6 to detect the position angle θ. output Rotor position detection unit 47, a speed calculation unit 49 that calculates and outputs a motor speed ω with the position angle θ as an input, and performs a torque control calculation with the motor speed ω and the position angle θ as inputs, for each rotational position. The torque control unit 50 that outputs the voltage phase fluctuation amount, and the voltage phase fluctuation calculation for each rotational position as an input to perform phase control calculation (for example, multiply by a predetermined coefficient and perform phase shift calculation) A voltage controller that calculates and outputs a voltage amplitude command by adding a phase control unit 48 that calculates and outputs an amplitude variation command, and an average amplitude command Vm * and a variation command that are obtained in a conventional manner. And a command output unit 51.

なお、回転子位置検出部47としては、エンコーダなどの回転位置センサとその出力のカウンタ回路、モータ端子電圧をフィルタリングする位置検出回路、モータの電気的所量から位置演算する回路などが例示できる。   Examples of the rotor position detection unit 47 include a rotation position sensor such as an encoder and an output counter circuit, a position detection circuit that filters the motor terminal voltage, and a circuit that calculates a position based on the electrical quantity of the motor.

図12は図11の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。   FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation of the synchronous motor driving apparatus of FIG.

ステップSP1において、回転子位置(位置角)θを入力し、ステップSP2において、回転子位置θから回転速度(モータ速度)ωを演算し、ステップSP3において、実速度ωと速度指令ω*との差をPI(比例・積分)演算することにより平均電圧位相指令を得、ステップSP4において、実速度ωおよび回転子位置θを入力とするトルク制御演算を行って、実速度変動量から電圧位相の変動分を得、ステップSP5において、平均電圧位相指令と電圧位相の変動分とを加算して位相指令を得、記憶し、ステップSP6において、電圧位相の変動分を係数倍し、シフトし、電圧振幅の変動分を得(ここで、係数、シフト量は、例えば、経験的に定める。)、ステップSP7において、外部からの平均振幅指令Vm*と電圧振幅の変動分とを加算して振幅指令を得、記憶し、ステップSP8において、記憶した電圧振幅および位相指令を3相交流演算部に供給し、ステップSP9において、各相電圧を求め、電圧形インバータに供給し、そのまま元の処理に戻る。   In step SP1, the rotor position (position angle) θ is input. In step SP2, the rotational speed (motor speed) ω is calculated from the rotor position θ. In step SP3, the actual speed ω and the speed command ω * are calculated. An average voltage phase command is obtained by PI (proportional / integral) calculation of the difference, and in step SP4, torque control calculation is performed with the actual speed ω and the rotor position θ as inputs, and the voltage phase is calculated from the actual speed fluctuation amount. In step SP5, the average voltage phase command and the voltage phase variation are added to obtain and store the phase command, and in step SP6, the voltage phase variation is multiplied by a factor and shifted. A variation in amplitude is obtained (where the coefficient and shift amount are determined empirically, for example), and in step SP7, the average amplitude command Vm * from the outside and the variation in voltage amplitude are obtained. In step SP8, the stored voltage amplitude and phase commands are supplied to the three-phase AC calculation unit, and in step SP9, each phase voltage is obtained and supplied to the voltage source inverter. Return to the original process.

したがって、平均電圧位相指令と電圧位相の変動分とを加算して位相指令を得ることにより、振動低減を達成し、外部からの平均振幅指令Vm*と電圧振幅の変動分とを加算して振幅指令を得ることにより、効率の向上を達成することができる。この結果、周期性の脈動負荷を最大効率状態でトルク制御し、振動を低減することができる。   Therefore, the vibration is reduced by adding the average voltage phase command and the voltage phase variation to obtain the phase command, and the amplitude is obtained by adding the average amplitude command Vm * and the voltage amplitude variation from the outside. By obtaining a command, an improvement in efficiency can be achieved. As a result, the periodic pulsating load can be torque controlled in the maximum efficiency state, and vibration can be reduced.

図13はこの発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。   FIG. 13 is a block diagram showing still another embodiment of the synchronous motor driving apparatus of the present invention.

この同期モータ駆動装置は、速度指令ω*とモータ速度ωとの偏差を算出する速度偏差算出部61と、算出された偏差を入力として所定の演算(例えば、PI演算)を行って電圧振幅の平均値指令を出力する速度制御部62と、電圧振幅の平均値指令と後述するトルク制御部70から出力される回転位置毎の電圧振幅の変動分とを加算して電圧振幅指令を出力する電圧振幅指令出力部63と、この電圧振幅指令と後述する電圧位相指令出力部71から出力される電圧位相指令とを入力として、例えば数10に基づいて3相交流指令を出力する3相交流演算部64と、この3相交流指令を入力とする電圧形インバータ65と、電圧形インバータ65の出力が供給される同期モータ6と、同期モータ6の回転子の磁極位置を検出して位置角θを出力する回転子位置検出部67と、位置角θを入力としてモータ速度ωを算出して出力する速度演算部69と、モータ速度ωおよび位置角θを入力としてトルク制御演算を行い、回転位置毎の電圧振幅の変動分を出力するトルク制御部70と、後述するインバータ入力電流検出部72により検出されたインバータ入力電流を入力として位相制御演算を行って電圧位相の変動分指令を算出して出力する位相制御部68と、従来公知のようにして得られる平均位相指令α*と変動分指令とを加算して電圧位相指令を算出して出力する電圧位相指令出力部71と、商用電源73から電圧形インバータ65に供給されるインバータ入力電流(効率に関連のある検出量の一種)を検出するインバータ入力電流検出部72とを有している。   This synchronous motor drive device performs a predetermined calculation (for example, PI calculation) with the calculated deviation as an input, and a speed deviation calculation unit 61 that calculates a deviation between the speed command ω * and the motor speed ω. Speed control unit 62 that outputs an average value command, and a voltage that outputs a voltage amplitude command by adding an average value command of voltage amplitude and a variation in voltage amplitude for each rotational position output from torque control unit 70 described later A three-phase alternating current calculation unit that outputs a three-phase alternating current command based on, for example, Equation 10 using the amplitude command output unit 63 and the voltage amplitude command and a voltage phase command output from the voltage phase command output unit 71 described later as inputs. 64, the voltage source inverter 65 that receives this three-phase AC command, the synchronous motor 6 to which the output of the voltage source inverter 65 is supplied, and the magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor 6 to detect the position angle θ. output Rotor position detection unit 67, a speed calculation unit 69 that calculates and outputs a motor speed ω with the position angle θ as an input, a torque control calculation with the motor speed ω and the position angle θ as inputs, A torque control unit 70 that outputs a voltage amplitude variation and an inverter input current detected by an inverter input current detection unit 72 (to be described later) are input to perform phase control calculation to calculate and output a voltage phase variation command. The phase control unit 68, the voltage phase command output unit 71 that calculates and outputs the voltage phase command by adding the average phase command α * and the variation command obtained as conventionally known, and the voltage from the commercial power source 73 And an inverter input current detector 72 that detects an inverter input current (a kind of detection amount related to efficiency) supplied to the inverter 65.

なお、回転子位置検出部67としては、エンコーダなどの回転位置センサとその出力のカウンタ回路、モータ端子電圧をフィルタリングする位置検出回路、モータの電気的所量から位置演算する回路などが例示できる。     Examples of the rotor position detection unit 67 include a rotation position sensor such as an encoder and an output counter circuit, a position detection circuit that filters the motor terminal voltage, and a circuit that calculates a position based on the electrical quantity of the motor.

また、巻線電流検出部および電流制御部を追加して電流制御を行うことが可能であるほか、電圧形インバータに代えて電流形インバータを採用することが可能である。   Further, the current control can be performed by adding a winding current detection unit and a current control unit, and a current source inverter can be employed instead of the voltage source inverter.

図14は図13の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。   FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the synchronous motor driving apparatus of FIG.

ステップSP1において、回転子位置(位置角)θを入力し、ステップSP2において、回転子位置θから回転速度(モータ速度)ωを演算し、ステップSP3において、実速度ωと速度指令ω*との差をPI(比例・積分)演算することにより平均電圧振幅指令を得、ステップSP4において、実速度ωおよび回転子位置θを入力とするトルク制御演算を行って、実速度変動量から電圧振幅の変動分を得、ステップSP5において、平均電圧振幅指令と電圧振幅の変動分とを加算して振幅指令を得、記憶し、ステップSP6において、インバータ入力電流の大きさに応じて(インバータ入力電流を極小にすべく)電圧位相の変動分を制御演算し、ステップSP7において、外部からの平均位相指令α*と電圧位相の変動分とを加算して位相指令を得、記憶し、ステップSP8において、記憶した電圧振幅および位相指令を3相交流演算部に供給し、ステップSP9において、各相電圧を求め、電圧形インバータに供給し、そのまま元の処理に戻る。   In step SP1, the rotor position (position angle) θ is input. In step SP2, the rotational speed (motor speed) ω is calculated from the rotor position θ. In step SP3, the actual speed ω and the speed command ω * are calculated. An average voltage amplitude command is obtained by PI (proportional / integral) calculation of the difference, and in step SP4, torque control calculation is performed with the actual speed ω and the rotor position θ as inputs, and the voltage amplitude is calculated from the actual speed fluctuation amount. In step SP5, the amplitude command is obtained by adding the average voltage amplitude command and the voltage amplitude variation, and stored. In step SP6, the inverter input current is determined according to the magnitude of the inverter input current. In order to control and calculate the voltage phase fluctuation, and to add the average phase command α * from the outside and the voltage phase fluctuation in step SP7, In step SP8, the stored voltage amplitude and phase commands are supplied to the three-phase alternating current calculation unit. In step SP9, each phase voltage is obtained, supplied to the voltage source inverter, and the process returns to the original process.

したがって、平均電圧振幅指令と電圧振幅の変動分とを加算して振幅指令を得ることにより、振動低減を達成し、インバータ入力電流の大きさに応じて(インバータ入力電流を極小にすべく)電圧位相の変動分を演算し、外部からの平均振幅指令Vm*と加算して位相指令を得ることにより、鉄損をも考慮した制御を行って効率の向上を達成することができる。この結果、周期性の脈動負荷を最大効率状態でトルク制御し、振動を低減することができる。   Therefore, vibration is reduced by adding the average voltage amplitude command and the fluctuation of the voltage amplitude to obtain the amplitude command, and the voltage is set according to the magnitude of the inverter input current (to minimize the inverter input current). By calculating the amount of phase fluctuation and adding the average amplitude command Vm * from the outside to obtain the phase command, it is possible to achieve an improvement in efficiency by performing control in consideration of iron loss. As a result, the periodic pulsating load can be torque controlled in the maximum efficiency state, and vibration can be reduced.

なお、インバータ入力電流の大きさに応じて電圧位相の変動分を制御演算する代わりに、電圧検出を追加してインバータ入力電力を演算し、インバータ入力電力が極小となるように制御を行ってもよい。   In addition, instead of calculating and calculating the voltage phase fluctuation according to the magnitude of the inverter input current, the inverter input power is calculated by adding voltage detection, and control is performed so that the inverter input power is minimized. Good.

図15はこの発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。   FIG. 15 is a block diagram showing still another embodiment of the synchronous motor driving apparatus of the present invention.

この同期モータ駆動装置は、速度指令ω*とモータ速度ωとの偏差を算出する速度偏差算出部81と、算出された偏差を入力として所定の演算(例えば、PI演算)を行って電圧位相の平均値指令を出力する速度制御部82と、電圧位相の平均値指令と後述するトルク制御部90から出力される回転位置毎の電圧位相の変動分とを加算して電圧位相指令を出力する電圧位相指令出力部83と、この電圧位相指令と後述する電圧振幅指令出力部91から出力される電圧振幅指令とを入力として、例えば数10に基づいて3相交流指令を出力する3相交流演算部84と、この3相交流指令を入力とする電圧形インバータ85と、電圧形インバータ85の出力が供給される同期モータ6と、同期モータ6の回転子の磁極位置を検出して位置角θを出力する回転子位置検出部87と、位置角θを入力としてモータ速度ωを算出して出力する速度演算部89と、モータ速度ωおよび位置角θを入力としてトルク制御演算を行い、回転位置毎の電圧位相の変動分を出力するトルク制御部90と、後述するインバータ入力電流検出部92により検出されたインバータ入力電流を入力として位相制御演算を行って電圧振幅の変動分指令を算出して出力する位相制御部88と、従来公知のようにして得られる平均振幅指令Vm*と変動分指令とを加算して電圧振幅指令を算出して出力する電圧振幅指令出力部91と、商用電源93から電圧形インバータ85に供給されるインバータ入力電流(効率に関連のある検出量の一種)を検出するインバータ入力電流検出部92とを有している。   This synchronous motor driving device performs a predetermined calculation (for example, PI calculation) using the calculated deviation as an input, and a speed deviation calculation unit 81 that calculates a deviation between the speed command ω * and the motor speed ω, and thereby calculates the voltage phase. Speed control unit 82 that outputs an average value command, and a voltage that outputs a voltage phase command by adding a voltage phase average value command and a variation in voltage phase for each rotational position output from torque control unit 90 described later. A three-phase AC calculation unit that outputs a three-phase AC command based on, for example, Formula 10, using the phase command output unit 83 and this voltage phase command and a voltage amplitude command output from a voltage amplitude command output unit 91 described later as inputs. 84, the voltage source inverter 85 that receives this three-phase AC command, the synchronous motor 6 to which the output of the voltage source inverter 85 is supplied, and the magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor 6 to detect the position angle θ. output A rotor position detector 87, a speed calculator 89 that calculates and outputs a motor speed ω with the position angle θ as an input, a torque control calculation with the motor speed ω and the position angle θ as inputs, and A torque control unit 90 that outputs a voltage phase variation, and an inverter input current detected by an inverter input current detection unit 92 (to be described later) are input to perform phase control calculation to calculate and output a voltage amplitude variation command. The phase control unit 88, the voltage amplitude command output unit 91 that calculates and outputs the voltage amplitude command by adding the average amplitude command Vm * and the variation command obtained as conventionally known, and the voltage from the commercial power supply 93 And an inverter input current detection unit 92 that detects an inverter input current (a kind of detection amount related to efficiency) supplied to the inverter 85.

なお、回転子位置検出部87としては、エンコーダなどの回転位置センサとその出力のカウンタ回路、モータ端子電圧をフィルタリングする位置検出回路、モータの電気的所量から位置演算する回路などが例示できる。     Examples of the rotor position detection unit 87 include a rotation position sensor such as an encoder and a counter circuit for the output thereof, a position detection circuit for filtering the motor terminal voltage, and a circuit for calculating a position from the electric quantity of the motor.

また、巻線電流検出部および電流制御部を追加して電流制御を行うことが可能であるほか、電圧形インバータに代えて電流形インバータを採用することが可能である。さらに、インバータ入力電流の大きさに応じて電圧位相の変動分を制御演算する代わりに、電圧検出を追加してインバータ入力電力を演算し、インバータ入力電力が極小となるように制御を行ってもよい。   Further, the current control can be performed by adding a winding current detection unit and a current control unit, and a current source inverter can be employed instead of the voltage source inverter. In addition, instead of calculating and calculating the voltage phase variation according to the magnitude of the inverter input current, the inverter input power is calculated by adding voltage detection, and control is performed so that the inverter input power is minimized. Good.

図16は1シリンダ圧縮機の回転角に対応する負荷トルクの変動を示す図、図17はその負荷トルクの周波数分布を示す図である。   FIG. 16 is a diagram showing fluctuations in load torque corresponding to the rotation angle of the one-cylinder compressor, and FIG. 17 is a diagram showing frequency distribution of the load torque.

これらの図から明らかなように、実際の脈動負荷には、多くの周波数成分を含み、これを完全に補償し、振動の要因となる速度変動を抑制するようなトルク制御を行うと、モータ電流の実効値並びにピーク値が増大してしまう問題がある。   As is clear from these figures, the actual pulsation load includes many frequency components, and when this torque control is performed to completely compensate for this and suppress the speed fluctuation that causes vibration, the motor current There is a problem that the effective value and the peak value of the increase.

ここで、同期モータおよび負荷の慣性モーメントによるはずみ車効果により高周波のトルク脈動成分については速度変動が小さくなるため、振動に余り寄与しなくなる。したがって、トルク制御により補償する脈動トルクの周波数を基本波と低次調波のみにすることで、振動に殆ど寄与しないトルク脈動に対応するための不要な電流をなくすることができ、前記の同期モータ駆動装置、同期モータ駆動方法と組み合わせることでさらに効率のよい同期モータの制御を実現することができる。具体的には、例えば、前記の同期モータ駆動装置に含まれるトルク制御部にフィルタリング機能を持たせるだけで簡単に対処することができる。   Here, since the speed fluctuation of the high-frequency torque pulsation component is reduced by the flywheel effect due to the inertia moment of the synchronous motor and the load, it hardly contributes to the vibration. Therefore, by setting the frequency of the pulsating torque to be compensated by torque control to only the fundamental wave and the lower harmonics, unnecessary current for dealing with torque pulsation that hardly contributes to vibration can be eliminated. A more efficient synchronous motor control can be realized by combining the motor driving device and the synchronous motor driving method. Specifically, for example, it is possible to easily cope with the problem by simply adding a filtering function to the torque control unit included in the synchronous motor driving device.

また、圧縮機を空気調和機に組み込む場合、熱交換器と圧縮機とを接続する配管形状の工夫、ゴム足による支持などにより、室外機筐体に伝達する振動を吸収する工夫がなされるので、トルク制御により補償する脈動トルクの周波数を基本波のみに限定しても実用上大きな問題とならず、さらに効率のよい制御ができる。もちろん、空気調和機以外の装置、例えば冷蔵庫等に適用する場合にも同様である。   In addition, when incorporating a compressor into an air conditioner, it is possible to absorb vibrations transmitted to the outdoor unit housing by devising a piping shape that connects the heat exchanger and the compressor, and supporting with a rubber foot. Even if the frequency of the pulsating torque to be compensated by torque control is limited to only the fundamental wave, there is no practical problem, and more efficient control can be performed. Of course, the same applies to devices other than air conditioners, such as refrigerators.

図18はこの発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。   FIG. 18 is a block diagram showing still another embodiment of the synchronous motor driving apparatus of the present invention.

この同期モータ駆動装置は、速度指令ω*とモータ速度ωとの偏差を算出する速度偏差算出部101と、算出された偏差を入力として所定の演算(例えば、PI演算)を行って電圧振幅の平均値指令を出力する速度制御部102と、電圧振幅の平均値指令と後述する電圧振幅変動分出力部113から出力される回転位置毎の電圧振幅の変動分とを加算して電圧振幅指令を出力する電圧振幅指令出力部103と、この電圧振幅指令と後述する電圧位相指令出力部111から出力される電圧位相指令とを入力として、例えば数10に基づいて3相交流指令を出力する3相交流演算部104と、この3相交流指令を入力とする電流形インバータ105と、電流形インバータ105の出力が供給される同期モータ6と、同期モータ6の回転子の磁極位置を検出して位置角θを出力する回転子位置検出部107と、位置角θを入力としてモータ速度ωを算出して出力する速度演算部109と、モータ速度ωおよび位置角θを入力としてトルク制御演算を行い、回転位置毎の電圧振幅の変動分を出力するトルク制御部110と、電圧振幅変動分出力部113から出力される回転位置毎の電圧振幅の変動分を入力として位相制御演算(例えば、所定の係数を乗算するとともに、位相シフト演算を行う)を行って電圧位相の変動分指令を算出して出力する位相制御部108と、従来公知のようにして得られる平均位相指令α*と変動分指令とを加算して電圧位相指令を算出して出力する電流位相指令出力部111と、位置角θを入力として3次調波を発生する3次調波発生部112と、トルク制御部110から出力される電圧振幅の変動分と3次調波とを加算して回転位置毎の電圧振幅の変動分を出力する電圧振幅変動分出力部113とを有している。   The synchronous motor driving device performs a predetermined calculation (for example, PI calculation) with the calculated deviation as an input, and a speed deviation calculation unit 101 that calculates a deviation between the speed command ω * and the motor speed ω, thereby calculating a voltage amplitude. The speed control unit 102 that outputs an average value command, and the voltage amplitude command by adding the voltage amplitude average value command and the voltage amplitude variation for each rotational position output from the voltage amplitude variation output unit 113 described later. The three-phase AC command output unit 103 outputs a three-phase AC command based on, for example, Equation 10 using the output voltage amplitude command output unit 103 and the voltage amplitude command and a voltage phase command output from the voltage phase command output unit 111 described later as inputs. AC calculation unit 104, current source inverter 105 that receives this three-phase AC command, synchronous motor 6 to which the output of current source inverter 105 is supplied, and the magnetic pole position of the rotor of synchronous motor 6 Rotor position detector 107 that detects the position angle θ and outputs the position angle θ, the speed calculation section 109 that calculates and outputs the motor speed ω with the position angle θ as an input, and the torque with the motor speed ω and the position angle θ as an input A torque control unit 110 that performs a control calculation and outputs a variation in voltage amplitude for each rotational position, and a phase control calculation using the voltage amplitude variation for each rotational position output from the voltage amplitude variation output unit 113 as input. For example, the phase control unit 108 that calculates and outputs a voltage phase variation command by multiplying a predetermined coefficient and performing a phase shift calculation), and an average phase command α * obtained in a conventionally known manner Current phase command output unit 111 that calculates and outputs a voltage phase command by adding the command and the variation command, a third harmonic generation unit 112 that generates a third harmonic with the position angle θ as an input, torque control Part 110 And a voltage amplitude variation output unit 113 for outputting a variation of the voltage amplitude for each rotation position by adding the voltage change and the third-order harmonics of the amplitude of the al output.

なお、回転子位置検出部107としては、エンコーダなどの回転位置センサとその出力のカウンタ回路、モータ端子電圧をフィルタリングする位置検出回路、モータの電気的所量から位置演算する回路などが例示できる。   Examples of the rotor position detection unit 107 include a rotation position sensor such as an encoder and a counter circuit for the output thereof, a position detection circuit for filtering the motor terminal voltage, and a circuit for calculating a position from the electric quantity of the motor.

図19は図18の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。   FIG. 19 is a flowchart for explaining the operation of the synchronous motor driving device of FIG.

ステップSP1において、回転子位置(位置角)θを入力し、ステップSP2において、回転子位置θから回転速度(モータ速度)ωを演算し、ステップSP3において、実速度ωと速度指令ω*との差をPI(比例・積分)演算することにより平均電圧振幅指令を得、ステップSP4において、実速度ωおよび回転子位置θを入力とするトルク制御演算を行って、実速度変動量から電圧振幅の変動分を得、ステップSP5において、ピークを低減する位相の3次調波成分を電圧振幅の変動分に加算して新たな電圧振幅の変動分を算出し、ステップSP6において、平均電圧振幅指令と新たな電圧振幅の変動分とを加算して振幅指令を得、記憶し、ステップSP7において、新たな電圧振幅の変動分を係数倍し、シフトし、電圧位相の変動分を得(ここで、係数、シフト量は、例えば、経験的に定める。)、ステップSP8において、外部からの平均位相指令α*と電圧位相の変動分とを加算して位相指令を得、記憶し、ステップSP9において、記憶した電圧振幅および位相指令を3相交流演算部に供給し、ステップSP10において、各相電流を求め、電流形インバータに供給し、そのまま元の処理に戻る。   In step SP1, the rotor position (position angle) θ is input. In step SP2, the rotational speed (motor speed) ω is calculated from the rotor position θ. In step SP3, the actual speed ω and the speed command ω * are calculated. An average voltage amplitude command is obtained by PI (proportional / integral) calculation of the difference, and in step SP4, torque control calculation is performed with the actual speed ω and the rotor position θ as inputs, and the voltage amplitude is calculated from the actual speed fluctuation amount. In step SP5, the third harmonic component of the phase for reducing the peak is added to the voltage amplitude variation to calculate a new voltage amplitude variation. In step SP6, the average voltage amplitude command and The amplitude command is obtained by adding the new voltage amplitude variation and stored, and in step SP7, the new voltage amplitude variation is multiplied and shifted to obtain the voltage phase variation. Here, the coefficient and the shift amount are determined empirically, for example.) In step SP8, the phase command is obtained by adding the average phase command α * from the outside and the voltage phase variation, and is stored. In SP9, the stored voltage amplitude and phase commands are supplied to the three-phase AC calculation unit, and in step SP10, each phase current is obtained, supplied to the current source inverter, and the process returns to the original process.

したがって、平均電圧振幅指令と電圧振幅の変動分とを加算して振幅指令を得ることにより、振動低減を達成し、外部からの平均位相指令β*と電圧位相の変動分とを加算して位相指令を得ることにより、効率の向上を達成することができる。この結果、周期性の脈動負荷を最大効率状態でトルク制御し、振動を低減することができる。   Therefore, vibration is reduced by adding the average voltage amplitude command and the voltage amplitude variation to obtain the amplitude command, and the phase is obtained by adding the average phase command β * from the outside and the voltage phase variation. By obtaining a command, an improvement in efficiency can be achieved. As a result, the periodic pulsating load can be torque controlled in the maximum efficiency state, and vibration can be reduced.

また、巻線電流検出部および電流制御部を追加して電流制御を行うことが可能である。なお、図18、図19の実施態様においては、電圧指令に3次調波成分を重畳するようにしているが、電流指令に3次調波成分を重畳するようにしてもよい。そして、何れの場合にも、3次調波成分をどの程度重畳するべきかは、同期モータ駆動システムの仕様により定まる。   Further, it is possible to perform current control by adding a winding current detection unit and a current control unit. 18 and 19, the third harmonic component is superimposed on the voltage command, but the third harmonic component may be superimposed on the current command. In any case, how much the third harmonic component should be superimposed is determined by the specification of the synchronous motor drive system.

図20はトルクの基本波の10%程度の3次調波成分がトルク波形に重畳されるように電流波形の3次調波を重畳した場合におけるトルク波形{図20中(A)参照}、電流振幅波形{図20中(B)参照}、電流位相波形{図20中(C)参照}を示す図である。なお、何れの図においても、aが3次調波重畳後の波形、bが3次調波重畳前の波形、cが平均値をそれぞれ示している。   FIG. 20 shows a torque waveform when the third harmonic of the current waveform is superimposed so that the third harmonic component of about 10% of the fundamental wave of the torque is superimposed on the torque waveform {see (A) in FIG. 20], FIG. 21 is a diagram showing a current amplitude waveform {see FIG. 20B) and a current phase waveform {see FIG. 20C}. In any of the figures, “a” indicates a waveform after the third harmonic is superimposed, “b” indicates a waveform before the third harmonic is superimposed, and “c” indicates an average value.

図から明らかなように、3次調波を重畳することにより、電流振幅のピーク(モータ電流のピーク)を抑制することができ、これにより、インバータの電流容量制限により生ずる、動作点をずらして運転する必要、がなくなり、図5から図15の同期モータ駆動装置、同期モータ駆動方法の制御をより広範囲に実現することができる。   As is apparent from the figure, the peak of the current amplitude (the peak of the motor current) can be suppressed by superimposing the third harmonic, thereby shifting the operating point caused by the current capacity limitation of the inverter. There is no need to operate, and the control of the synchronous motor driving device and the synchronous motor driving method of FIGS. 5 to 15 can be realized in a wider range.

このように3次調波を重畳する制御を行う場合には、3次調波が負荷トルクに含まれなかったり、異なる場合に速度変動を増加させることになる場合もあるが、基本波に比べ周波数が高いため、はずみ車の効果が大きいこと、組み込み時に防振対策が施されていること、などを考慮すれば、実用上問題とはならず、上記の利点があるので、同期モータ駆動装置、同期モータ駆動方法に適用することが好ましい。   In the case of performing the control for superimposing the third harmonic in this way, the third harmonic may not be included in the load torque, or the speed fluctuation may be increased when different, but compared with the fundamental wave. Considering the fact that the flywheel has a large effect due to its high frequency, and that anti-vibration measures are taken at the time of incorporation, there is no practical problem. It is preferable to apply to a synchronous motor driving method.

図21はこの発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。   FIG. 21 is a block diagram showing still another embodiment of the synchronous motor driving apparatus of the present invention.

この同期モータ駆動装置は、直流電源120の両端子間に2つのスイッチングトランジスタの直列接続回路を3つ互いに並列接続して電圧形インバータ121を構成している。なお、各スイッチングトランジスタと並列に保護用のダイオードを接続している。そして、各直列接続回路の中点に、Y接続された3つの抵抗122u,122v,122wを接続しているとともに、同期モータ6のY接続された固定子巻線6u,6v,6wを接続している。なお、6aが回転子を示している。そして、抵抗122u,122v,122wの中点において得られる第1中性点電圧VNをオペアンプ123aの非反転入力端子に供給し、固定子巻線6u,6v,6wの中点において得られる第2中性点電圧VMを抵抗123bを介してオペアンプ123aの反転入力端子に供給している。そして、オペアンプ123aの反転入力端子と出力端子との間に抵抗123cを接続している。したがって、オペアンプ123aの出力端子において、第1中性点電圧VNと第2中性点電圧VMとの差に対応する差電圧VNMが得られる。この差電圧VNMを、抵抗124aとコンデンサ124bとを直列接続してなる積分回路に供給し、抵抗124aとコンデンサ124bとの中点において得られる積分信号∫VNOdtをオペアンプ125の非反転入力端子に供給し、オペアンプ125の反転入力端子をグランドと接続することにより、ゼロクロスコンパレータを構成し、ゼロクロスコンパレータからの出力信号を位置信号(磁極位置検出信号)としてマイクロプロセッサ126に供給している。また、前記積分信号∫VNOdtを積分信号レベル検出回路127に供給し、積分信号レベル検出回路127からの検出信号をマイクロプロセッサ126に供給している。マイクロプロセッサ126には速度指令および速度変動指令も供給され、インバータ121を制御するための信号を、ベース駆動回路128を介して出力する。   In this synchronous motor drive device, a voltage source inverter 121 is configured by connecting three series connection circuits of two switching transistors in parallel between both terminals of a DC power source 120. A protective diode is connected in parallel with each switching transistor. Then, three Y-connected resistors 122u, 122v, 122w are connected to the midpoint of each series connection circuit, and Y-connected stator windings 6u, 6v, 6w of the synchronous motor 6 are connected. ing. In addition, 6a has shown the rotor. Then, the first neutral point voltage VN obtained at the midpoint of the resistors 122u, 122v, 122w is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 123a, and the second obtained at the midpoint of the stator windings 6u, 6v, 6w. The neutral point voltage VM is supplied to the inverting input terminal of the operational amplifier 123a through the resistor 123b. A resistor 123c is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 123a. Therefore, a difference voltage VNM corresponding to the difference between the first neutral point voltage VN and the second neutral point voltage VM is obtained at the output terminal of the operational amplifier 123a. This differential voltage VNM is supplied to an integration circuit formed by connecting a resistor 124a and a capacitor 124b in series, and an integration signal ∫VNOdt obtained at the midpoint between the resistor 124a and the capacitor 124b is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 125. By connecting the inverting input terminal of the operational amplifier 125 to the ground, a zero cross comparator is configured, and an output signal from the zero cross comparator is supplied to the microprocessor 126 as a position signal (magnetic pole position detection signal). Further, the integration signal ∫VNOdt is supplied to the integration signal level detection circuit 127 and the detection signal from the integration signal level detection circuit 127 is supplied to the microprocessor 126. The microprocessor 126 is also supplied with a speed command and a speed fluctuation command, and outputs a signal for controlling the inverter 121 via the base drive circuit 128.

図22はマイクロプロセッサ126の構成を示すブロック図である。   FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of the microprocessor 126.

このマイクロプロセッサ126は、位置信号を受け付けたことによる割込み処理1によってストップ、リセット、再スタートを行う周期測定タイマ131と、周期測定タイマ131がストップしたときのタイマ値を入力として位置信号の周期を演算する位置信号周期演算部132と、位置信号周期演算部132から出力される位置信号の周期を入力として速度演算を行い、現在の速度を算出して出力する速度演算部133と、外部から与えられる速度指令と速度演算部133から出力される現在の速度との差を算出して速度変動として出力する偏差演算部134と、偏差演算部134から出力される速度変動および外部から与えられる速度変動指令を入力として切り替え信号を算出して出力する切り替え信号演算部135と、偏差演算部134から出力される速度変動および切り替え信号演算部135から出力される切り替え信号を入力として1次成分補償モデルを演算して出力する1次成分補償モデル演算部136と、偏差演算部134から出力される速度変動を入力としてPI演算を行い、演算結果を出力するPI演算部137と、1次成分補償モデル演算部136から出力される1次成分補償モデルおよびPI演算部137から出力される演算結果を加算し、電圧指令として出力する加算器138と、位置信号周期演算部132から出力される位置信号の周期および後述する加算器147から与えられる位相量指令を入力としてタイマ値を演算して出力するタイマ値演算部139と、タイマ値演算部139から出力されるタイマ値がセットされ、位置信号を受け付けたことによる割込み処理1によってスタートされ、セットされたタイマ値の計時が行われることによりカウントオーバー信号を出力する位相補正タイマ140と、タイマ値演算部139から出力されるタイマ値がセットされ、位相補正タイマ140から出力されるカウントオーバー信号による割込み処理2によってスタートされ、セットされたタイマ値の計時が行われることによりカウントオーバー信号を出力する通電幅制御タイマ141と、位相補正タイマ140から出力されるカウントオーバー信号による割込み処理2または通電幅制御タイマ141から出力されるカウントオーバー信号による割込み処理3によってメモリ143から電圧パターンを読み出して出力するインバータモード選択部142と、加算器138から出力される電圧指令およびインバータモード選択部142から出力される電圧パターンを入力としてパルス幅変調を行い、スイッチ信号を出力するPWM部144と、1次成分補償モデル演算部136から出力される1次成分補償モデルをシフトさせる遅延処理部145と、遅延処理部145から出力される、シフトされた1次成分補償モデルに対して所定の係数を乗算して補償位相量指令を出力する係数器146と、係数器146から出力される補償位相量指令と外部から与えられる平均位相量指令とを加算して位相量指令を出力する加算器147とを有している。   The microprocessor 126 receives the position signal from the interrupt processing 1 to stop, reset, and restart the period measurement timer 131, and inputs the timer value when the period measurement timer 131 is stopped. The position signal cycle calculation unit 132 to be calculated, the speed calculation unit 133 which calculates the speed by inputting the cycle of the position signal output from the position signal cycle calculation unit 132, calculates and outputs the current speed, and is given from the outside A deviation calculator 134 that calculates a difference between a speed command to be output and a current speed output from the speed calculator 133 and outputs it as a speed fluctuation; a speed fluctuation output from the deviation calculator 134; and a speed fluctuation given from the outside A switching signal calculation unit 135 that calculates and outputs a switching signal with a command as an input, and a deviation calculation unit 13 Is output from the deviation calculating unit 134 and the primary component compensation model calculating unit 136 that calculates and outputs the primary component compensation model with the speed fluctuation output from the switching signal and the switching signal output from the switching signal calculating unit 135 as inputs. The PI calculation unit 137 that performs the PI calculation with the speed variation as an input and outputs the calculation result, the primary component compensation model output from the primary component compensation model calculation unit 136, and the calculation result output from the PI calculation unit 137 An adder 138 that adds and outputs as a voltage command and a position signal cycle output from the position signal cycle calculation unit 132 and a phase amount command provided from an adder 147 described later are input to calculate and output a timer value. The timer value calculator 139 and the timer value output from the timer value calculator 139 are set and the position signal is received. The phase correction timer 140 that outputs the count over signal by counting the timer value that is started and started by the interrupt processing 1 and the timer value that is output from the timer value calculation unit 139 are set, and the phase correction timer The energization width control timer 141 that outputs the count over signal when the set timer value is counted by the interrupt processing 2 based on the count over signal output from the 140 and the count output from the phase correction timer 140 An inverter mode selection unit 142 that reads and outputs a voltage pattern from the memory 143 by an interrupt process 2 by an over signal or an interrupt process 3 by a count over signal output from the energization width control timer 141, and a voltage command output from an adder 138 And In addition, the voltage pattern output from the inverter mode selection unit 142 is input to perform pulse width modulation, and the PWM unit 144 that outputs a switch signal and the primary component compensation model output from the primary component compensation model calculation unit 136 are shifted. From the delay processing unit 145, the coefficient unit 146 for multiplying the shifted first-order component compensation model output from the delay processing unit 145 by a predetermined coefficient and outputting a compensation phase amount command, and the coefficient unit 146 An adder 147 that adds the output compensation phase amount command and the average phase amount command given from the outside to output the phase amount command is provided.

前記1次成分補償モデル演算部136は、1次成分意外についてのゲインが0の補償を行うものである。したがって、1次成分補償モデル演算部136の入力に速度変動を用いても何ら問題はない。すなわち、速度指令は定常時には一定(直流)となるのであり、また1次成分補償モデル演算部136は、直流(または信号モデルの出力信号と周波数が異なる信号)が入力されても、その出力は零となる。換言すれば、1次成分補償モデル演算部136の入力として速度変動(=モータ速度−速度指令)を用いても、1次成分補償モデル演算部136の出力はモータ速度のみで決まる。したがって、制御性能には影響がないことになる。   The primary component compensation model calculation unit 136 performs compensation with a gain of 0 other than the primary component. Therefore, there is no problem even if the speed variation is used as the input of the primary component compensation model calculation unit 136. That is, the speed command is constant (direct current) in a steady state, and the primary component compensation model calculation unit 136 outputs the output even if direct current (or a signal having a frequency different from the output signal of the signal model) is input. It becomes zero. In other words, even if a speed fluctuation (= motor speed-speed command) is used as an input to the primary component compensation model calculation unit 136, the output of the primary component compensation model calculation unit 136 is determined only by the motor speed. Therefore, the control performance is not affected.

図23は、図21の同期モータ駆動装置により駆動される同期モータで圧縮機を駆動するシステムの制御モデルを示す概略図である。   FIG. 23 is a schematic diagram showing a control model of a system in which a compressor is driven by a synchronous motor driven by the synchronous motor driving device of FIG.

この制御モデルは、速度指令と同期モータ6の回転速度との差を算出する減算部151と、減算部151から出力される差を入力として比例制御および積分制御(PI制御)を行って比例制御結果および積分制御結果を出力するPI制御部152と、減算部151から出力される差を入力としてN回転(Nは自然数)の速度変動の平均の大きさΔωを演算する速度変動平均値演算部153と、速度変動平均値演算部153から出力される速度変動の平均の大きさΔωを入力として、0または1を出力する切り替え部154と、同期モータ6の回転速度と切り替え部154からの出力とを乗算して乗算結果を出力する乗算部155と、乗算部155から出力される乗算結果を入力として1次成分補償を行って補償値を出力する可変構造1次成分補償部156と、比例制御結果、積分制御結果および補償値を加算して電圧指令を出力する加算部157と、加算部157から出力される電圧指令を入力として、これを補償する増幅器157’と、増幅器157’から出力される出力電圧と、モータ速度起電圧のうち、トルク分電流発生に関与する部分Eτ−との差を算出して出力する減算部158と、減算部158から出力される差を入力として、電流を出力するモータの電圧・電流伝達関数(モータ巻線の抵抗、インダクタンスで決まる1次遅れ要素)159と、モータの電圧・電流伝達関数159から出力される電流と、回転子位置に応じた電流波形(位相/振幅)を直接制御していないことに伴うトルク誤差成分を等価的に表す電流iτ−との差を算出して出力する減算部160と、減算部160から出力される差を入力としてモータトルクを出力するモータの電流・トルク伝達関数161と、モータの電流・トルク伝達関数161から出力されるモータトルクと圧縮機負荷トルクとを減算して圧縮機軸トルクを出力する減算部162と、減算部162から出力される圧縮機軸トルクを入力とし、速度を出力するモータのトルク・速度伝達関数163とを有している。なお、減算部158、電圧・電流伝達関数159、減算部160、電流・トルク伝達関数161、減算部162およびトルク・速度伝達関数163で同期モータ6を構成している。   In this control model, a subtraction unit 151 that calculates a difference between a speed command and the rotational speed of the synchronous motor 6 and a proportional control and an integral control (PI control) are performed by using the difference output from the subtraction unit 151 as an input. PI control unit 152 that outputs the result and the integration control result, and a speed fluctuation average value calculation unit that calculates the average magnitude Δω of speed fluctuations of N rotations (N is a natural number) with the difference output from the subtraction unit 151 as an input 153, an average speed fluctuation value Δω output from the speed fluctuation average value calculation unit 153 as an input, a switching unit 154 that outputs 0 or 1, and a rotation speed of the synchronous motor 6 and an output from the switching unit 154 And a multiplication unit 155 that outputs a multiplication result, and a variable structure primary component compensation that outputs a compensation value by performing primary component compensation with the multiplication result output from the multiplication unit 155 as an input. Unit 156, an addition unit 157 that adds a proportional control result, an integration control result, and a compensation value to output a voltage command, and an amplifier 157 ′ that receives the voltage command output from addition unit 157 and compensates for this, A subtractor 158 that calculates and outputs a difference between an output voltage output from the amplifier 157 ′ and a portion Eτ− of the motor speed electromotive force that is involved in the generation of current corresponding to torque, and a difference that is output from the subtractor 158. , The voltage / current transfer function (first-order lag element determined by the resistance and inductance of the motor winding) 159, the current output from the motor voltage / current transfer function 159, and the rotor A subtractor 160 that calculates and outputs a difference from a current iτ− that equivalently represents a torque error component associated with not directly controlling the current waveform (phase / amplitude) according to the position; The motor current / torque transfer function 161 that outputs the motor torque with the difference output from the unit 160 as an input, and the motor torque output from the motor current / torque transfer function 161 and the compressor load torque are subtracted and compressed. It has a subtractor 162 that outputs the axle torque, and a motor torque / speed transfer function 163 that receives the compressor shaft torque output from the subtractor 162 and outputs the speed. The subtraction unit 158, the voltage / current transfer function 159, the subtraction unit 160, the current / torque transfer function 161, the subtraction unit 162, and the torque / speed transfer function 163 constitute the synchronous motor 6.

図24から図26はマイクロプロセッサ126の処理を説明するフローチャートである。なお、図24が割込み処理1を、図25が割込み処理2を、図26が割込み処理3を、それぞれ説明している。   24 to 26 are flowcharts for explaining the processing of the microprocessor 126. FIG. 24 illustrates the interrupt process 1, FIG. 25 illustrates the interrupt process 2, and FIG. 26 illustrates the interrupt process 3.

図24のフローチャートの処理は、位置信号が受け付けられる毎に行われる。   The process of the flowchart in FIG. 24 is performed every time a position signal is received.

ステップSP1において、位相量指令より位相補正タイマ140の値を演算し、ステップSP2において、位相補正タイマ140に位相補正タイマ値をセットし、ステップSP3において、位相補正タイマ140をスタートさせ、ステップSP4において、周期測定タイマ131をストップさせ、ステップSP5において、周期測定タイマ131の値を読み込み、ステップSP6において、周期測定タイマ131の値をリセットし、次の周期測定のために周期測定タイマ131をスタートさせる。そして、ステップSP7において、位置信号の周期を演算し、ステップSP8において、位置信号の周期の演算結果よりモータ回転速度を演算し、ステップSP9において、モータ回転速度および速度指令に基づいて速度変動を演算し、ステップSP10において、速度変動に対しPI演算を行い、平均電圧振幅指令を演算し、ステップSP11において、速度変動の大きさの平均値を演算し、得られた平均値に基づいて切り替え信号を出力し、ステップSP12において、速度変動と切り替え信号とに基づいて補償電圧振幅を演算し、ステップSP13において、平均電圧振幅に補償電圧振幅を加算し、ステップSP14において、遅延処理を行い{例えば、補償電圧振幅を記憶し、Mサンプル(Mは正の整数)前の補償電圧振幅を読み出し}、ステップSP15において、係数器146にて所定の係数を乗算することにより補償位相を算出し、ステップSP16において、補償位相を平均位相指令に加算し、次回の位相指令として記憶し、そのまま元の処理に戻る。   In step SP1, the value of the phase correction timer 140 is calculated from the phase amount command. In step SP2, the phase correction timer value is set in the phase correction timer 140. In step SP3, the phase correction timer 140 is started. In step SP4. The period measurement timer 131 is stopped, the value of the period measurement timer 131 is read in step SP5, the value of the period measurement timer 131 is reset in step SP6, and the period measurement timer 131 is started for the next period measurement. . In step SP7, the cycle of the position signal is calculated. In step SP8, the motor rotation speed is calculated from the calculation result of the position signal cycle. In step SP9, the speed fluctuation is calculated based on the motor rotation speed and the speed command. In step SP10, PI calculation is performed on the speed fluctuation, an average voltage amplitude command is calculated, and in step SP11, an average value of the magnitude of the speed fluctuation is calculated, and a switching signal is generated based on the obtained average value. In step SP12, the compensation voltage amplitude is calculated based on the speed fluctuation and the switching signal. In step SP13, the compensation voltage amplitude is added to the average voltage amplitude. In step SP14, delay processing is performed {eg, compensation Stores voltage amplitude and reads compensation voltage amplitude before M samples (M is a positive integer) } In step SP15, a compensation phase is calculated by multiplying a predetermined coefficient by the coefficient unit 146, and in step SP16, the compensation phase is added to the average phase command, and stored as the next phase command, and the original phase command is stored as it is. Return to processing.

図25のフローチャートの処理は、位相補正タイマ140からカウントオーバー信号が出力される毎に行われる。   The process of the flowchart of FIG. 25 is performed every time a count over signal is output from the phase correction timer 140.

ステップSP1において、インバータモードを1ステップ進め、ステップSP2において、進められたインバータモードに対応する電圧パターンを出力し、ステップSP3において、通電幅指令より通電幅制御タイマ141のタイマ値を演算し、ステップSP4において、通電幅制御タイマ141にタイマ値{=(通電角−120)deg分のタイマ値}をセットし、ステップSP5において、通電幅制御タイマ141をスタートさせ、そのまま元の処理に戻る。   In step SP1, the inverter mode is advanced by one step. In step SP2, a voltage pattern corresponding to the advanced inverter mode is output. In step SP3, the timer value of the conduction width control timer 141 is calculated from the conduction width command. In SP4, a timer value {= (timer value for 120 energization angle−120) deg} is set in the energization width control timer 141, and in step SP5, the energization width control timer 141 is started, and the process returns to the original process.

図26のフローチャートの処理は、通電幅制御タイマ141からカウントオーバー信号が出力される毎に行われる。   The process of the flowchart of FIG. 26 is performed every time a count over signal is output from the energization width control timer 141.

ステップSP1において、インバータモードを1ステップ進め、ステップSP2において、進められたインバータモードに対応する電圧パターンを出力し、そのまま元の処理に戻る。   In step SP1, the inverter mode is advanced by one step. In step SP2, a voltage pattern corresponding to the advanced inverter mode is output, and the process returns to the original process.

図27は図21および図22に示す同期モータ駆動装置の各部の信号波形を示す図である。   FIG. 27 is a diagram showing signal waveforms of respective parts of the synchronous motor driving device shown in FIGS. 21 and 22.

同期モータ6により圧縮機を駆動している場合に、図27中(A)に示すように差電圧VNMが得られ、図27中(B)に示すように積分信号∫VNOdtが得られ、図27中(C)に示すように位置信号が得られる。   When the compressor is driven by the synchronous motor 6, a differential voltage VNM is obtained as shown in FIG. 27A, and an integration signal ∫VNOdt is obtained as shown in FIG. A position signal is obtained as shown in (C) of FIG.

この位置信号に基づく割込み処理1により図27中(D)に示すように位相補正タイマ140がスタートする{図27中(D)に示す矢印の起点を参照}、そして、図27中(M)に示す位相量指令に基づいてセットされるタイマ値が制御される位相補正タイマ140からカウントオーバー信号が出力される{図27中(D)に示す矢印の終点を参照}毎に、図27中(E)に示すように通電幅制御タイマ141がスタートする{図27中(E)に示す矢印の起点を参照}。   By the interrupt process 1 based on this position signal, the phase correction timer 140 is started as shown in FIG. 27D (see the starting point of the arrow shown in FIG. 27D), and in FIG. 27 is output every time a count over signal is output from the phase correction timer 140 whose timer value is controlled based on the phase amount command shown in FIG. 27 (see the end point of the arrow shown in FIG. 27D). As shown in (E), the energization width control timer 141 starts {see the starting point of the arrow shown in (E) in FIG. 27}.

位相補正タイマ140からカウントオーバー信号が出力される{図27中(D)に示す矢印の終点を参照}毎、および通電幅制御タイマ141からカウントオーバー信号が出力される{図27中(E)に示す矢印の終点を参照}毎に、図27中(N)に示すようにインバータモードが1ステップずつ進められ、図27中(F)から図27中(K)に示すようにインバータ回路121のスイッチングトランジスタ121u1,121u2,121v1,121v2,121w1,121w2のオン−オフ状態がインバータモードに対応して切り替えられる。また、図27中(L)に示すようなインバータ出力電圧に基づいて各スイッチングトランジスタは、PWM部144でチョッパ制御されている。なお、図27中(L)に示されている破線がPI演算部137の出力(平均電圧)であり、図27中(L)に示されている実線が1次成分補償モデル演算部136の出力(補償電圧)である。   A count over signal is output from the phase correction timer 140 {refer to the end point of the arrow shown in FIG. 27D) and a count over signal is output from the energization width control timer 141 {in FIG. 27E Referring to the end point of the arrow shown in FIG. 27], the inverter mode is advanced by one step as shown in (N) of FIG. 27, and the inverter circuit 121 is changed from (F) of FIG. 27 to (K) of FIG. The on / off states of the switching transistors 121u1, 121u2, 121v1, 121v2, 121w1, 121w2 are switched corresponding to the inverter mode. Further, each switching transistor is chopper-controlled by the PWM unit 144 based on the inverter output voltage as shown in FIG. The broken line shown in (L) in FIG. 27 is the output (average voltage) of the PI calculating unit 137, and the solid line shown in (L) in FIG. 27 is the primary component compensation model calculating unit 136. Output (compensation voltage).

なお、位相制御は、タイマ処理の関係で1サンプル遅れの制御系になっている。   The phase control is a control system that is delayed by one sample due to the timer processing.

図28は最大トルク制御の考えに基づき、電圧位相と電圧振幅とを関連付けて制御して圧縮機を駆動した場合の線電圧振幅波形{図28中(A)参照}、電圧位相波形{図28中(B)参照}、相電流波形{図28中(C)参照}およびインバータDC電流波形{図28中(D)参照}を示す図、図29は最大トルク制御の考えに基づき、電圧位相と電圧振幅とを関連付けることなく制御して圧縮機を駆動した場合の線電圧振幅波形{図29中(A)参照}、電圧位相波形{図29中(B)参照}、相電流波形{図29中(C)参照}およびインバータDC電流波形{図29中(D)参照}を示す図である。なお、運転条件は、低圧:5kg/cm2、高圧:13kg/cm2、回転数:20rpsである。   FIG. 28 is based on the idea of maximum torque control, and the voltage phase waveform {see FIG. 28] when the compressor is driven by controlling the voltage phase and the voltage amplitude in association with each other (see FIG. 28A). Middle (see (B)}, phase current waveform {see (C) in FIG. 28} and inverter DC current waveform {see (D) in FIG. 28], FIG. 29 is based on the idea of maximum torque control, and voltage phase Voltage amplitude waveform {see FIG. 29 (A)}, voltage phase waveform {see FIG. 29 (B)}, phase current waveform {FIG. It is a figure which shows (C) reference (29)} and an inverter DC current waveform {refer (D) in FIG. 29}. The operating conditions are low pressure: 5 kg / cm 2, high pressure: 13 kg / cm 2, and rotation speed: 20 rps.

図28と図29とを比較すれば、図28はモータ巻線電流のピーク値が小さく、電圧形インバータに流れ込むDC電流も小さいことが分かる。換言すれば、より効率のよい運転ができていることが分かる。   Comparing FIG. 28 and FIG. 29, FIG. 28 shows that the peak value of the motor winding current is small and the DC current flowing into the voltage source inverter is also small. In other words, it can be seen that more efficient driving is possible.

図30はこの発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様の要部であるマイクロプロセッサの構成を示すブロック図である。なお、マイクロプロセッサ以外の部分の構成は図21と同様であるから説明を省略する。   FIG. 30 is a block diagram showing a configuration of a microprocessor which is a main part of still another embodiment of the synchronous motor driving apparatus of the present invention. Since the configuration other than the microprocessor is the same as that shown in FIG.

このマイクロプロセッサは、位置信号を受け付けたことによる割込み処理1によってストップ、リセット、再スタートを行う周期測定タイマ151と、周期測定タイマ151がストップしたときのタイマ値を入力として位置信号の周期を演算する位置信号周期演算部152と、位置信号周期演算部152から出力される位置信号の周期を入力として速度演算を行い、現在の速度を算出して出力する速度演算部153と、外部から与えられる速度指令と速度演算部153から出力される現在の速度とを入力として速度制御を行い、平均電圧指令を出力する速度制御部154と、速度演算部153から出力される現在の速度とを入力として補償位相係数を発生する補償位相係数発生部155と、速度演算部153から出力される現在の速度とを入力として補償電圧係数を発生する補償電圧係数発生部161と、位置信号を受け付けたことによる割込み処理1によって動作する補償位相パターンモード選択部156、補償電圧パターンモード選択部165と、外部から与えられる平均位相量指令、補償位相係数発生部155から出力される補償位相係数、および補償位相パターンモード選択部156により選択される補償位相パターンを乗算して補償位相量指令を出力する乗算器157と、外部から与えられる平均位相量指令と乗算器157から出力される補償位相量指令とを加算して位相量指令を出力する加算器158と、位置信号周期演算部152から出力される位置信号の周期および加算器158から出力される位相量指令を入力としてタイマ値を演算して出力するタイマ値演算部159と、タイマ値演算部159から出力されるタイマ値がセットされ、位置信号を受け付けたことによる割込み処理1によってスタートされ、セットされたタイマ値の計時が行われることによりカウントオーバー信号を出力する位相補正タイマ160と、位相補正タイマ160から出力されるカウントオーバー信号による割込み処理2によってメモリ163から電圧パターンを読み出して出力するインバータモード選択部162と、速度制御部154から出力される平均電圧指令、補償電圧係数発生部161から出力される補償電圧係数、および補償電圧パターンモード選択部165により選択される補償電圧パターンを乗算して補償電圧指令を出力する乗算器166と、速度制御部154から出力される平均電圧指令と乗算器166から出力される補償電圧指令とを加算して電圧指令を出力する加算器167と、加算器167から出力される電圧指令およびインバータモード選択部162から出力される電圧パターンを入力としてパルス幅変調を行い、スイッチ信号を出力するPWM部144とを有している。   This microprocessor calculates the period of the position signal using the period measurement timer 151 that is stopped, reset, and restarted by the interrupt process 1 upon receipt of the position signal, and the timer value when the period measurement timer 151 is stopped as input. Position signal cycle calculation unit 152, speed calculation unit 153 that calculates a speed by inputting the cycle of the position signal output from position signal cycle calculation unit 152, and outputs the current speed, and is given from the outside Speed control is performed using the speed command and the current speed output from the speed calculation unit 153 as input, and the speed control unit 154 that outputs an average voltage command and the current speed output from the speed calculation unit 153 are input. The compensation phase coefficient generation unit 155 that generates the compensation phase coefficient and the current speed output from the speed calculation unit 153 are input. As a compensation voltage coefficient generation unit 161 for generating a compensation voltage coefficient, a compensation phase pattern mode selection unit 156, a compensation voltage pattern mode selection unit 165 operated by an interrupt process 1 upon receipt of a position signal, and an average given from the outside A multiplier 157 that multiplies the phase amount command, the compensation phase coefficient output from the compensation phase coefficient generation unit 155, and the compensation phase pattern selected by the compensation phase pattern mode selection unit 156, and outputs a compensation phase amount command; The adder 158 that adds the average phase amount command given from the above and the compensation phase amount command output from the multiplier 157 and outputs the phase amount command, and the cycle of the position signal output from the position signal cycle calculation unit 152 and Timer value calculation unit that calculates and outputs a timer value with the phase amount command output from the adder 158 as an input 59, the timer value output from the timer value calculation unit 159 is set, started by the interrupt processing 1 when the position signal is received, and the count over signal is output by counting the set timer value. Phase correction timer 160, inverter mode selection unit 162 that reads and outputs a voltage pattern from memory 163 by interrupt processing 2 using a count over signal output from phase correction timer 160, and average voltage command output from speed control unit 154 A multiplier 166 that multiplies the compensation voltage coefficient output from the compensation voltage coefficient generator 161 and the compensation voltage pattern selected by the compensation voltage pattern mode selector 165 and outputs a compensation voltage command, and the speed controller 154. Output average voltage command and output from multiplier 166 An adder 167 that outputs a voltage command by adding the compensation voltage command to be input, and a voltage command output from the adder 167 and a voltage pattern output from the inverter mode selection unit 162 are input to perform pulse width modulation. And a PWM unit 144 that outputs a switch signal.

図31は図30のマイクロプロセッサの処理を説明するフローチャートである。なお、図31は割込み処理1を示している。   FIG. 31 is a flowchart for explaining the processing of the microprocessor of FIG. FIG. 31 shows the interrupt process 1.

図31のフローチャートの処理は、位置信号が受け付けられる毎に行われる。   The process of the flowchart of FIG. 31 is performed every time a position signal is received.

ステップSP1において、周期測定タイマ151をストップさせ、ステップSP2において、周期測定タイマ151の値を読み込み、ステップSP3において、周期測定タイマ151の値をリセットし、次の周期測定のために周期測定タイマ151をスタートさせる。そして、ステップSP4において、位置信号の周期を演算し、ステップSP5において、位置信号の周期の演算結果よりモータの現在速度を演算し、ステップSP6において、補償位相パターンモードに基づき補償位相パターンを読み込み、ステップSP7において、補償位相パターンモードを1ステップ進め、ステップSP8において、現在速度に基づき補償位相係数を読み込み、ステップSP9において、平均位相量指令の係数倍を補償位相パターンに乗算して補償位相量指令を演算し、ステップSP10において、平均位相量指令に補償位相量指令を加算して位相量指令を演算し、ステップSP11において、位相量指令より位相補正タイマ160のタイマ値を演算し、ステップSP12において、位相補正タイマ160に補正タイマ値をセットし、ステップSP13において、位相補正タイマ160をスタートさせ、ステップSP14において、速度指令および現在速度に基づき速度制御を行い、平均電圧指令を演算し、ステップSP15において、補償電圧パターンモードに基づき補償電圧パターンを読み込み、ステップSP16において、補償電圧パターンモードを1ステップ進め、ステップSP17において、現在速度に基づき補償電圧係数を読み込み、ステップSP18において、平均電圧指令の係数倍を補償電圧パターンに乗算し、補償電圧指令を演算し、ステップSP19において、平均電圧指令に補償電圧指令を加算し、電圧指令を出力し、そのまま元の処理に戻る。   In step SP1, the period measurement timer 151 is stopped. In step SP2, the value of the period measurement timer 151 is read. In step SP3, the value of the period measurement timer 151 is reset, and the period measurement timer 151 is read for the next period measurement. Start. In step SP4, the period of the position signal is calculated. In step SP5, the current speed of the motor is calculated from the calculation result of the position signal period. In step SP6, the compensation phase pattern is read based on the compensation phase pattern mode. In step SP7, the compensation phase pattern mode is advanced by one step. In step SP8, the compensation phase coefficient is read based on the current speed, and in step SP9, the compensation phase pattern is multiplied by a coefficient multiple of the average phase quantity command. In step SP10, the compensation phase amount command is added to the average phase amount command to calculate the phase amount command. In step SP11, the timer value of the phase correction timer 160 is calculated from the phase amount command, and in step SP12. , Phase correction timer 160 to correction timer In step SP13, the phase correction timer 160 is started, in step SP14, speed control is performed based on the speed command and the current speed, an average voltage command is calculated, and in step SP15, compensation is performed based on the compensation voltage pattern mode. In step SP16, the compensation voltage pattern mode is advanced by one step. In step SP17, the compensation voltage coefficient is read based on the current speed. In step SP18, the compensation voltage pattern is multiplied by the coefficient multiple of the average voltage command. The compensation voltage command is calculated, and in step SP19, the compensation voltage command is added to the average voltage command, the voltage command is output, and the process returns to the original process.

図32は図21および図30に示す同期モータ駆動装置の各部の信号波形を示す図である。   FIG. 32 is a diagram showing signal waveforms at various parts of the synchronous motor driving apparatus shown in FIGS.

同期モータ6により圧縮機を駆動している場合に、図32中(A)に示すように差電圧VNMが得られ、図32中(B)に示すように積分信号∫VNOdtが得られ、図32中(C)に示すように位置信号が得られる。   When the compressor is driven by the synchronous motor 6, a differential voltage VNM is obtained as shown in FIG. 32A, and an integration signal 積分 VNOdt is obtained as shown in FIG. A position signal is obtained as shown in (C) of FIG.

この位置信号に基づく割込み処理1により図32中(D)に示すように位相補正タイマ160がスタートする{図32中(D)に示す矢印の起点を参照}、そして、図32中(M)に示す位相量指令に基づいてセットされるタイマ値が制御される位相補正タイマ160からカウントオーバー信号が出力される{図32中(D)に示す矢印の終点を参照}毎に、図32中(E)に示すように通電幅制御タイマ169がスタートする{図32中(E)に示す矢印の起点を参照}。   As shown in FIG. 32D, the phase correction timer 160 is started by the interrupt processing 1 based on the position signal {see the starting point of the arrow shown in FIG. 32D}, and in FIG. 32M 32 is output every time a count over signal is output from the phase correction timer 160 whose timer value is controlled based on the phase amount command shown in FIG. 32 (see the end point of the arrow shown in FIG. 32D). The energization width control timer 169 starts as shown in (E) {see the starting point of the arrow shown in (E) in FIG. 32}.

位相補正タイマ160からカウントオーバー信号が出力される{図32中(D)に示す矢印の終点を参照}毎、および通電幅制御タイマ169からカウントオーバー信号が出力される{図32中(E)に示す矢印の終点を参照}毎に、図32中(N)に示すようにインバータモードが1ステップずつ進められ、図32中(F)から図32中(K)に示すようにインバータ回路121のスイッチングトランジスタ121u1,121u2,121v1,121v2,121w1,121w2のオン−オフ状態がインバータモードに対応して切り替えられる。また、図32中(L)に示すようなインバータ出力電圧に基づいて各スイッチングトランジスタは、PWM部164でチョッパ制御されている。なお、図32中(L)に示されている破線が速度制御部154の出力(平均電圧)であり、図32中(L)に示されている実線が乗算器166の出力(補償電圧)である。   A count over signal is output from the phase correction timer 160 {refer to the end point of the arrow shown in FIG. 32D), and a count over signal is output from the energization width control timer 169 {in FIG. 32E Referring to the end point of the arrow shown in FIG. 32], the inverter mode is advanced by one step as shown in (N) of FIG. 32, and the inverter circuit 121 is changed from (F) of FIG. 32 to (K) of FIG. The on / off states of the switching transistors 121u1, 121u2, 121v1, 121v2, 121w1, 121w2 are switched corresponding to the inverter mode. Further, each switching transistor is chopper-controlled by the PWM unit 164 based on the inverter output voltage as shown in FIG. The broken line shown in (L) in FIG. 32 is the output (average voltage) of the speed control unit 154, and the solid line shown in (L) in FIG. 32 is the output (compensation voltage) of the multiplier 166. It is.

なお、位相制御は、タイマ処理の関係で1サンプル遅れの制御系になっている。   The phase control is a control system that is delayed by one sample due to the timer processing.

図33はこの発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様の要部であるマイクロプロセッサの構成を示すブロック図である。   FIG. 33 is a block diagram showing a configuration of a microprocessor which is a main part of still another embodiment of the synchronous motor driving apparatus of the present invention.

この同期モータ駆動装置が図30の同期モータ駆動装置と異なる点は、補償位相係数発生部155に代えて、積分信号レベル検出回路127(図21参照)から出力される積分信号レベル検出信号および補償位相パターンモード選択部156から出力される補償位相パターンを入力として補償位相係数を得て出力する補償位相係数発生部168を採用した点、補償位相パターンモード選択部156から出力される補償位相パターンと、補償位相係数発生部168から出力される補償位相係数とを乗算器158により乗算して、補償位相量指令を得て出力するようにした点のみである。   The synchronous motor driving device is different from the synchronous motor driving device of FIG. 30 in that an integrated signal level detection signal output from an integrated signal level detection circuit 127 (see FIG. 21) and compensation are used in place of the compensation phase coefficient generator 155. The compensation phase coefficient generation unit 168 that obtains and outputs the compensation phase coefficient with the compensation phase pattern output from the phase pattern mode selection unit 156 as an input, the compensation phase pattern output from the compensation phase pattern mode selection unit 156, and The compensation phase coefficient output from the compensation phase coefficient generator 168 is multiplied by the multiplier 158 to obtain and output a compensation phase amount command.

図34は補償位相量指令を得るための処理を説明するフローチャートである。   FIG. 34 is a flowchart for explaining processing for obtaining a compensation phase amount command.

ステップSP1において、補償位相パターンモードを読み込み、ステップSP2において、補償位相パターンモードに基づき補償位相パターン(例えば、sinθn)を読み込み、ステップSP3において、積分信号レベル検出信号と所定値とを比較し、積分信号レベル検出信号が大きいか否かを判定する。   In step SP1, the compensation phase pattern mode is read. In step SP2, a compensation phase pattern (for example, sin θn) is read based on the compensation phase pattern mode. In step SP3, the integrated signal level detection signal is compared with a predetermined value, and integration is performed. It is determined whether the signal level detection signal is large.

そして、積分信号レベル検出信号が大きいと判定された場合には、ステップSP4において、補償位相係数Kをδsinθnだけ増加させ、逆に、積分信号レベル検出信号が小さいと判定された場合には、ステップSP5において、補償位相係数Kをδsinθnだけ減少させる。ただし、δは経験的に定まる定数である。   If it is determined that the integrated signal level detection signal is large, the compensation phase coefficient K is increased by δsin θn in step SP4. Conversely, if it is determined that the integrated signal level detection signal is small, step In SP5, the compensation phase coefficient K is decreased by δsinθn. However, δ is a constant determined empirically.

ステップSP4またはステップSP5の処理を行った後は、ステップSP6において、補償位相パターンを係数倍して補償位相量指令(=K×sinθn)を算出し、そのまま一連の処理を終了する。   After performing the processing of step SP4 or step SP5, in step SP6, the compensation phase pattern is multiplied by a coefficient to calculate a compensation phase amount command (= K × sin θn), and the series of processing is terminated as it is.

したがって、積分信号レベル検出信号が所定値になるように、位相変動分のパターンを逐次修正し、効率よい制御を確実に行わせることができる。   Therefore, the phase fluctuation pattern is sequentially corrected so that the integrated signal level detection signal becomes a predetermined value, and efficient control can be reliably performed.

さらに詳細に説明する。   Further details will be described.

図35は積分信号レベルと位相変動分の振幅との関係を示す図である。なお、図35中に示す破線は効率が最大となる積分信号レベルである。   FIG. 35 is a diagram showing the relationship between the integrated signal level and the amplitude corresponding to the phase fluctuation. The broken line shown in FIG. 35 is the integrated signal level at which the efficiency is maximum.

したがって、補償位相パターンsinθnの極性が負の場合(位相変動分が進み補償期間)においては、
(1)積分信号レベル検出信号が所定値より大きい場合、係数Kを小さくし、補償位相量を小さくする(位相進み量を小さくすることに等価)。この結果、積分信号レベルは小さくなる。
Therefore, in the case where the polarity of the compensation phase pattern sin θn is negative (the phase variation advances and the compensation period),
(1) When the integral signal level detection signal is larger than a predetermined value, the coefficient K is decreased and the compensation phase amount is decreased (equivalent to decreasing the phase advance amount). As a result, the integrated signal level becomes small.

(2)積分信号レベル検出信号が所定値より小さい場合、係数Kを大きくし、補償位相量を大きくする(位相進み量を大きくすることに等価)。この結果、積分信号レベルは大きくなる。   (2) When the integral signal level detection signal is smaller than the predetermined value, the coefficient K is increased and the compensation phase amount is increased (equivalent to increasing the phase advance amount). As a result, the integrated signal level increases.

逆に、補償位相パターンsinθnの極性が正の場合(位相変動分が遅れ補償期間)においては、
(1)積分信号レベル検出信号が所定値より大きい場合、係数Kを大きくし、補償位相量を大きくする(位相進み量を大きくすることに等価)。この結果、積分信号レベルは小さくなる。
Conversely, in the case where the polarity of the compensation phase pattern sin θn is positive (the phase variation is a delay compensation period),
(1) When the integral signal level detection signal is larger than a predetermined value, the coefficient K is increased and the compensation phase amount is increased (equivalent to increasing the phase advance amount). As a result, the integrated signal level becomes small.

(2)積分信号レベル検出信号が所定値より小さい場合、係数Kを小さくし、補償位相量を小さくする(位相進み量を小さくすることに等価)。この結果、積分信号レベルは大きくなる。   (2) When the integral signal level detection signal is smaller than the predetermined value, the coefficient K is decreased and the compensation phase amount is decreased (equivalent to decreasing the phase advance amount). As a result, the integrated signal level increases.

これらの結果、効率よい制御を確実に行うことができる。   As a result, efficient control can be reliably performed.

回転子位置角とトルクとの関係、トルクとdq軸電流との関係、および回転子位置角とdq軸電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a rotor position angle and a torque, the relationship between a torque and a dq axis current, and the relationship between a rotor position angle and a dq axis current. 表面磁石構造のブラシレスDCモータにおいて、電流位相を0radに設定した条件下での電圧振幅と位相の変動分のシミュレーション結果、および負荷トルクの基本波を示す図である。In a brushless DC motor with a surface magnet structure, it is a figure which shows the simulation result for the fluctuation | variation of the voltage amplitude and phase on the conditions which set the electric current phase to 0 rad, and the fundamental wave of load torque. 図1のdq軸電流を得るためのモータ3相電流の位相と振幅、および負荷トルクの基本波を示す図である。It is a figure which shows the fundamental wave of the phase and amplitude of motor three-phase current for obtaining the dq-axis current of FIG. 1, and load torque. 図1のdq軸電流を得るためのモータ3相印加電圧の位相と振幅を示す図である。It is a figure which shows the phase and amplitude of a motor three-phase applied voltage for obtaining the dq-axis current of FIG. この発明の同期モータ駆動装置の一実施態様を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one embodiment of the synchronous motor drive device of this invention. 図5の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the effect | action of the synchronous motor drive device of FIG. この発明の同期モータ駆動装置の他の実施態様を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other embodiment of the synchronous motor drive device of this invention. 図7の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the effect | action of the synchronous motor drive device of FIG. この発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the further another embodiment of the synchronous motor drive device of this invention. 図9の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the effect | action of the synchronous motor drive device of FIG. この発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the further another embodiment of the synchronous motor drive device of this invention. 図11の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the effect | action of the synchronous motor drive device of FIG. この発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the further another embodiment of the synchronous motor drive device of this invention. 図13の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the effect | action of the synchronous motor drive device of FIG. この発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the further another embodiment of the synchronous motor drive device of this invention. 1シリンダ圧縮機の圧縮トルクと回転角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the compression torque of a 1 cylinder compressor, and a rotation angle. 圧縮トルクの周波数分布を示す図である。It is a figure which shows frequency distribution of compression torque. この発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the further another embodiment of the synchronous motor drive device of this invention. 図18の同期モータ駆動装置の作用を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an effect | action of the synchronous motor drive device of FIG. トルクの基本波の10%程度の3次調波成分がトルク波形に重畳されるように電流波形の3次調波を調整した場合における、トルク、電流振幅、電流位相の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of a torque, a current amplitude, and a current phase when adjusting the third harmonic of a current waveform so that the third harmonic component of about 10% of the fundamental wave of torque is superimposed on the torque waveform. . この発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows the further another embodiment of the synchronous motor drive device of this invention. 図21のマイクロプロセッサの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the microprocessor of FIG. 図21に対応する制御モデルを示す図である。It is a figure which shows the control model corresponding to FIG. 図22の割込み処理1を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the interruption process 1 of FIG. 図22の割込み処理2を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the interruption process 2 of FIG. 図22の割込み処理3を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the interruption process 3 of FIG. 図21、図22に示す同期モータ駆動装置の各部の信号波形を示す図である。It is a figure which shows the signal waveform of each part of the synchronous motor drive device shown to FIG. 21, FIG. 最大トルク制御の考えに基づき、電圧位相と振幅を関連付け制御して実機を運転した場合における線電圧振幅、電圧位相、相電流、インバータDC電流の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of a line voltage amplitude, a voltage phase, a phase current, and an inverter DC current at the time of operating a real machine by relating and controlling a voltage phase and an amplitude based on the idea of maximum torque control. 最大トルク制御の考えに基づき、電圧位相と振幅を関連付け制御せず、実機を運転した場合における線電圧振幅、電圧位相、相電流、インバータDC電流の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of a line voltage amplitude, a voltage phase, a phase current, and an inverter DC current at the time of drive | operating a real machine without relating and controlling a voltage phase and an amplitude based on the idea of maximum torque control. この発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様の要部であるマイクロプロセッサの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the microprocessor which is the principal part of the further another embodiment of the synchronous motor drive device of this invention. 図30の割込み処理1を説明するフローチャートである。FIG. 31 is a flowchart for explaining interrupt processing 1 in FIG. 30. FIG. 図21、図30に示す同期モータ駆動装置の各部の信号波形を示す図である。It is a figure which shows the signal waveform of each part of the synchronous motor drive device shown to FIG. 21, FIG. この発明の同期モータ駆動装置のさらに他の実施態様の要部であるマイクロプロセッサの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the microprocessor which is the principal part of the further another embodiment of the synchronous motor drive device of this invention. 補償位相量指令を得るための処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process for obtaining a compensation phase amount command. 積分信号レベルと位相変動分振幅との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an integral signal level and a phase variation part amplitude.

符号の説明Explanation of symbols

5,5b,25,45,65,85,105,121 インバータ
6 ブラシレスDCモータ 6a 回転子
6u,6v,6w 固定子巻線
8,28,48,68,88,108 位相制御部
10,30,50,70,90,110 トルク制御部
18,126 マイクロプロセッサ 19a タイマ値演算部
19m 補償位相パターンモード選択部 19n 加算器
122u,122v,122w 抵抗
124a 抵抗 124b コンデンサ
125 ゼロクロスコンパレータ



5, 5b, 25, 45, 65, 85, 105, 121 Inverter 6 Brushless DC motor 6a Rotor 6u, 6v, 6w Stator winding 8, 28, 48, 68, 88, 108 Phase control unit 10, 30, 50, 70, 90, 110 Torque controller 18, 126 Microprocessor 19a Timer value calculator 19m Compensation phase pattern mode selector 19n Adders 122u, 122v, 122w Resistor 124a Resistor 124b Capacitor 125 Zero cross comparator



Claims (20)

周期性のトルク変動を有する負荷に対し、インバータ(5)(5b)(25)(45)(65)(85)(105)(121)で制御される同期モータ(6)により1回転中の速度変動を抑制するトルク制御を行う場合に、電流波形または電圧波形の振幅および位相の両者に対して変動量を重畳することを特徴とする同期モータ駆動方法。     For a load having a periodic torque fluctuation, the synchronous motor (6) controlled by the inverters (5) (5b) (25) (45) (65) (85) (105) (121) A synchronous motor driving method characterized by superimposing a fluctuation amount on both an amplitude and a phase of a current waveform or a voltage waveform when torque control for suppressing speed fluctuation is performed. トルク制御部(10)(30)(70)(110)の出力により制御される振幅の変動量に基づいて位相の変動量を制御する請求項1に記載の同期モータ駆動方法。     The synchronous motor driving method according to claim 1, wherein the phase fluctuation amount is controlled based on the amplitude fluctuation amount controlled by the output of the torque control units (10), (30), (70), and (110). トルク制御部(50)(90)の出力により制御される位相の変動量に基づいて振幅の変動量を制御する請求項1に記載の同期モータ駆動方法。     The synchronous motor drive method according to claim 1, wherein the amount of amplitude fluctuation is controlled based on the amount of phase fluctuation controlled by the output of the torque control section (50) (90). トルク制御部(10)(30)(70)(110)の出力に基づき振幅の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき位相の変動量を制御する請求項1に記載の同期モータ駆動方法。     2. The synchronization according to claim 1, wherein the amplitude fluctuation amount is controlled based on outputs of the torque control units (10), (30), (70), and (110), and the phase fluctuation amount is controlled based on a detection amount related to efficiency. Motor drive method. トルク制御部(50)(90)の出力に基づき位相の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき振幅の変動量を制御する請求項1に記載の同期モータ駆動方法。     2. The synchronous motor driving method according to claim 1, wherein the phase fluctuation amount is controlled based on the output of the torque control unit (50) (90), and the amplitude fluctuation amount is controlled based on the detection amount related to the efficiency. 前記変動量は、基本波および低次調波に対応するものである請求項1から請求項5の何れかに記載の同期モータ駆動方法。     6. The synchronous motor driving method according to claim 1, wherein the fluctuation amount corresponds to a fundamental wave and a lower order harmonic. 前記変動量は、基本波に対応するものである請求項1から請求項5の何れかに記載の同期モータ駆動方法。     The synchronous motor driving method according to claim 1, wherein the fluctuation amount corresponds to a fundamental wave. 前記振幅の変動量に対して3次調波を重畳する請求項1から請求項5の何れかに記載の同期モータ駆動方法。     The synchronous motor driving method according to claim 1, wherein a third-order harmonic is superimposed on the amplitude fluctuation amount. インバータ(121)の各相の出力端子に一方の端部が接続され、かつ他方の端部が互いに接続された抵抗(122u)(122v)(122w)により得られた第1中性点電圧と、同期モータの各相の固定子巻線(6u)(6v)(6w)の一方の端部を互いに接続して得られた第2中性点電圧との差を積分して同期モータ(6)の回転子(6a)の磁極位置を検出する請求項1から請求項8の何れかに記載の同期モータ駆動方法。     A first neutral point voltage obtained by a resistor (122u) (122v) (122w) having one end connected to the output terminal of each phase of the inverter (121) and the other end connected to each other; The synchronous motor (6) is integrated by integrating the difference from the second neutral point voltage obtained by connecting one end of the stator winding (6u) (6v) (6w) of each phase of the synchronous motor. 9. A synchronous motor driving method according to claim 1, wherein the magnetic pole position of the rotor (6a) is detected. 請求項1から請求項9の何れかに記載の同期モータ駆動方法により駆動される同期モータ(6)によって1シリンダ圧縮機を駆動することを特徴とする圧縮機駆動方法。     10. A compressor driving method, wherein a one-cylinder compressor is driven by a synchronous motor (6) driven by the synchronous motor driving method according to any one of claims 1 to 9. 周期性のトルク変動を有する負荷に対し、インバータ(5)(5b)(25)(45)(65)(85)(105)(121)で制御される同期モータ(6)により1回転中の速度変動を抑制するトルク制御を行う場合に、電流波形または電圧波形の振幅および位相の両者に対して変動量を重畳すべくインバータ(5)(5b)(25)(45)(65)(85)(105)(121)を制御するインバータ制御手段(8)(10)(28)(30)(48)(50)(68)(70)(88)(90)(108)(110)(126)を含むことを特徴とする同期モータ駆動装置。     For a load having a periodic torque fluctuation, the synchronous motor (6) controlled by the inverters (5) (5b) (25) (45) (65) (85) (105) (121) When performing torque control that suppresses speed fluctuations, inverters (5) (5b) (25) (45) (65) (85) are used to superimpose fluctuation amounts on both the amplitude and phase of the current waveform or voltage waveform. ) (105) (121) Inverter control means (10) (28) (30) (48) (50) (68) (70) (88) (90) (108) (110) ( 126). A synchronous motor driving device comprising: インバータ制御手段(8)(10)(28)(30)(48)(50)(68)(70)(88)(90)(108)(110)(126)は、トルク制御部(10)(30)(70)(110)の出力により制御される振幅の変動量に基づいて位相の変動量を制御するものである請求項11に記載の同期モータ駆動装置。     The inverter control means (8) (10) (28) (30) (48) (50) (68) (70) (88) (90) (108) (110) (126) 12. The synchronous motor driving apparatus according to claim 11, wherein the phase fluctuation amount is controlled based on the amplitude fluctuation amount controlled by the outputs of (30), (70) and (110). インバータ制御手段(8)(10)(28)(30)(48)(50)(68)(70)(88)(90)(108)(110)(126)は、トルク制御部(50)(90)の出力により制御される位相の変動量に基づいて振幅の変動量を制御するものである請求項11に記載の同期モータ駆動装置。     The inverter control means (8) (10) (28) (30) (48) (50) (68) (70) (88) (90) (108) (110) (126) 12. The synchronous motor drive device according to claim 11, wherein the amplitude fluctuation amount is controlled based on the phase fluctuation amount controlled by the output of (90). インバータ制御手段(8)(10)(28)(30)(48)(50)(68)(70)(88)(90)(108)(110)(126)は、トルク制御部(10)(30)(70)(110)の出力に基づき振幅の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき位相の変動量を制御するものである請求項11に記載の同期モータ駆動装置。     The inverter control means (8) (10) (28) (30) (48) (50) (68) (70) (88) (90) (108) (110) (126) 12. The synchronous motor driving device according to claim 11, wherein the amount of fluctuation in amplitude is controlled based on the outputs of (30), (70), and (110), and the amount of fluctuation in phase is controlled based on a detected amount related to efficiency. . インバータ制御手段(8)(10)(28)(30)(48)(50)(68)(70)(88)(90)(108)(110)(126)は、トルク制御部(50)(90)の出力に基づき位相の変動量を制御し、効率と関連のある検出量に基づき振幅の変動量を制御するものである請求項11に記載の同期モータ駆動装置。     The inverter control means (8) (10) (28) (30) (48) (50) (68) (70) (88) (90) (108) (110) (126) 12. The synchronous motor driving device according to claim 11, wherein the phase fluctuation amount is controlled based on the output of (90), and the amplitude fluctuation amount is controlled based on the detection amount related to the efficiency. インバータ制御手段(8)(10)(28)(30)(48)(50)(68)(70)(88)(90)(108)(110)(126)は、前記変動量として、基本波および低次調波に対応するものを採用するものである請求項11から請求項15の何れかに記載の同期モータ駆動装置。     The inverter control means (8) (10) (28) (30) (48) (50) (68) (70) (88) (90) (108) (110) (126) The synchronous motor drive device according to any one of claims 11 to 15, wherein one corresponding to a wave and a lower harmonic is adopted. インバータ制御手段(8)(10)(28)(30)(48)(50)(68)(70)(88)(90)(108)(110)(126)は、前記変動量として、基本波に対応するものを採用するものである請求項11から請求項15の何れかに記載の同期モータ駆動装置。     The inverter control means (8) (10) (28) (30) (48) (50) (68) (70) (88) (90) (108) (110) (126) The synchronous motor drive device according to any one of claims 11 to 15, wherein a device corresponding to a wave is adopted. インバータ制御手段(8)(10)(28)(30)(48)(50)(68)(70)(88)(90)(108)(110)(126)は、前記振幅の変動量に対して3次調波を重畳するものである請求項11から請求項15の何れかに記載の同期モータ駆動装置。     The inverter control means (8) (10) (28) (30) (48) (50) (68) (70) (88) (90) (108) (110) (126) The synchronous motor drive device according to any one of claims 11 to 15, wherein a third-order harmonic is superimposed on the synchronous motor drive. 第1中性点電圧を得るべくインバータ(121)の各相の出力端子に一方の端部が接続され、かつ他方の端部が互いに接続された抵抗(122u)(122v)(122w)と、第2中性点電圧を得るべく一方の端部が互いに接続された同期モータの各相の固定子巻線(6u)(6v)(6w)と、第1中性点電圧と第2中性点電圧との差を積分する積分手段(124a)(124b)と、積分信号に基づいて同期モータ(6)の回転子(6a)の磁極位置を検出する磁極位置検出手段(125)とを含む請求項11から請求項18の何れかに記載の同期モータ駆動装置。     Resistors (122u) (122v) (122w) having one end connected to the output terminal of each phase of the inverter (121) and the other ends connected to each other to obtain the first neutral point voltage; The stator windings (6u) (6v) (6w) of the respective phases of the synchronous motor having one end connected to each other to obtain the second neutral point voltage, the first neutral point voltage, and the second neutral point voltage Integration means (124a) (124b) for integrating the difference from the point voltage, and magnetic pole position detection means (125) for detecting the magnetic pole position of the rotor (6a) of the synchronous motor (6) based on the integration signal. The synchronous motor drive device according to any one of claims 11 to 18. 請求項11から請求項19の何れかに記載の同期モータ駆動装置により駆動される同期モータ(6)によって1シリンダ圧縮機を駆動することを特徴とする圧縮機駆動装置。     A compressor drive device, wherein a one-cylinder compressor is driven by a synchronous motor (6) driven by the synchronous motor drive device according to any one of claims 11 to 19.
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