JP2005218208A - Method for activating brushless motor and refrigerator with brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブラシレスモータの制御方法に関係し、特にその起動方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling a brushless motor, and more particularly to a starting method thereof.
従来より、冷蔵庫や空気調和機などの冷凍サイクルにおいて、レシプロ式コンプレッサが採用されており、このコンプレッサの駆動原として直流ブラシレスモータが主流となっている。 Conventionally, reciprocating compressors have been employed in refrigeration cycles such as refrigerators and air conditioners, and DC brushless motors have become the mainstream as the driving source for these compressors.
この直流ブラシレスモータは、複数相の巻線コイルからなるステータと、永久磁石の複数極からなるロータとから構成されており、巻線間に流れる電流や電圧に基づいて位置検出を行いセンサレスで回転制御を行っているものがある。 This DC brushless motor is composed of a stator consisting of a multi-phase winding coil and a rotor consisting of a plurality of permanent magnet poles, and detects the position based on the current and voltage flowing between the windings and rotates without a sensor. Some are performing control.
このブラシレスモータの起動時は、ロータの停止位置を認識できないことから、予め設定しておいた通電パターンに基づき複数相の巻線コイルに電流を流して、ロータを所定の速度まで回転させる強制転流を行っており、一般的には、ロータの急激な回転移動を防止するため、直流励磁によりロータを初期位置に回転移動させてからこの強制転流を行うようにしている。 Since the rotor stop position cannot be recognized when the brushless motor is started, a forced rotation is performed by rotating the rotor to a predetermined speed by supplying a current to a plurality of winding coils based on a preset energization pattern. In general, in order to prevent a sudden rotational movement of the rotor, the forced commutation is performed after the rotor is rotationally moved to an initial position by direct current excitation.
具体的には、直流励磁の電流値を徐々に上昇させていくことによりロータが初期位置に回転移動し、予め設定しておいた電流値まで増加させたらロータは初期位置まで回転移動していると見做して、この電流値のまま強制転流に移行するようになっている。 Specifically, by gradually increasing the current value of DC excitation, the rotor rotates to the initial position, and when increased to a preset current value, the rotor rotates to the initial position. As a result, the current commutation is shifted to forced commutation.
このため、急激な電流値の変化がないことから、ロータも急激な回転移動が防止され、脱調することなく起動することができるようになっている(例えば、特許文献1)。
しかしながら、4極以上のブラシレスモータの場合、磁極の配列が180°対称となっているため、初期位置へ回転移動させることができなかったり、直流励磁から強制転流への移行直前に、ロータが急激に回転移動して脱調することがあった。 However, in the case of a brushless motor having four or more poles, the arrangement of the magnetic poles is 180 ° symmetrical, so that the rotor cannot be rotated to the initial position or the rotor is moved immediately before the transition from DC excitation to forced commutation. There was a case where the motor suddenly turned and stepped out.
例えば図14に示すように4極ロータの場合、磁極に配列により初期位置はX1とX2の2箇所存在する。具体的には、直流励磁によりW相の対面にN極の磁界を発生させると、ロータ200のS極の停止位置によって、一端S1または他端S2がX1X2のいずれかに回転移動する。
For example, as shown in FIG. 14, in the case of a 4-pole rotor, there are two initial positions X 1 and X 2 depending on the arrangement of the magnetic poles. Specifically, when an N-pole magnetic field is generated on the opposite side of the W phase by direct current excitation, one end S1 or the other end S2 rotates and moves to either X 1 X 2 depending on the stop position of the S pole of the
しかし、ロータ200の一端S1または他端S2の停止位置が図15に示すようにX1とX2との中間点Zであると、直流励磁によって所定電流値まで電流を増加させても磁界のつり合いによって、回転移動することができないことがある。
However, when the stop position of the one end S1 or the other end S2 of the
この場合、直流励磁の電流を所定の電流値まで上昇させると、ロータ200はX1またはX2で停止しているものと見做して強制転流に移行するため、例えば左回転させる場合には、強制転流の移行直後は磁極が破線に示すように移動することから、実際には中間点Zで停止しているロータ200は一旦X2の方に引き寄せられる。そして、磁極はロータ200が左回転するように変化していくため、ロータ200が指令速度に対して回転することができず脱調する恐れがあった。
In this case, increasing the current of the DC excitation to a predetermined current value, the
また、脱調しなくても、コンプレッサのブラシレスモータであると、ロータ200の急激な速度変化によって振動が生じ、ロータ200を保持する図示しないフレームがコンプレッサの密閉ケースに衝突して異音が生じることがあった。
Further, even if the step-out is not performed, the brushless motor of the compressor generates vibration due to a rapid change in the speed of the
さらに、図16に示すようにロータ200の停止位置が中間点Zの近傍である場合には、直流励磁を開始させた直後は磁界のつり合いによってロータ200は回転移動しないが、電流を所定値、例えば1.7A以上まで上昇させるとX1とX2との磁力の差が大きくため、X1またはX2に近い方に引きずられていく。このとき、例えばX1に引きずられたとすると、直流励磁の電流値は高くなっているためX1での磁力が大きく、ロータ200が急激に回転移動することになる。
Further, as shown in FIG. 16, when the stop position of the
この場合、コンプレッサのブラシレスモータであると、ロータ200の急激な速度変化によって振動が生じ、ロータ200を保持する図示しないフレームがコンプレッサの密閉ケースに衝突して異音が生じることがあった。
In this case, in the case of a brushless motor of a compressor, vibration is generated due to a rapid change in the speed of the
本発明は、この点に着目してなされたもので、確実にブラシレスモータの起動を行うことを目的とする。 The present invention has been made paying attention to this point, and an object thereof is to reliably start a brushless motor.
上記課題を解決するために、本発明のブラシレスモータの起動方法は、3相巻線を有するステータおよび4極以上のロータを備えたブラシレスモータと、この巻線に通電するためのインバータ回路とを備え、このインバータ回路を介して直流励磁により前記ロータを初期位置に回転移動させてから強制転流により回転させた後に、巻線に流れる電流または電圧に基づいて速度制御するブラシレスモータの起動方法において、前記ロータの初期位置への回転移動は、初期位置から離間させた予備励磁位置へロータが回転移動するように、直流励磁の電流を第1電流値まで上昇させる第1ステップと、ロータが初期位置へ回転移動するように直流励磁の電流を前記第1電流値よりも高い第2電流値まで上昇させる第2ステップとを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a brushless motor starting method of the present invention includes a brushless motor having a stator having a three-phase winding and a rotor having four or more poles, and an inverter circuit for energizing the winding. In a method for starting a brushless motor, the speed of the rotor is controlled based on the current or voltage flowing in the winding after rotating the rotor to the initial position by direct current excitation through the inverter circuit and then rotating the rotor by forced commutation. The rotational movement of the rotor to the initial position includes a first step of increasing the DC excitation current to a first current value so that the rotor is rotationally moved to a preliminary excitation position separated from the initial position; And a second step of increasing the DC excitation current to a second current value higher than the first current value so as to rotate and move to a position. To.
上記発明によれば、確実にブラシレスモータの起動を行うことができる。 According to the said invention, a brushless motor can be started reliably.
以下、図面に基づき本発明の1実施例について説明する。本発明に係る冷蔵庫の縦断面図である図9に示すように、冷蔵庫本体1は断熱箱体2内に、上段から順に、冷蔵室3、野菜室4、切替室5、冷凍室6を有して構成されており、本体1の前面開口部には、上段から順に、各貯蔵室3〜6をそれぞれ開閉自在に閉塞する扉7〜10を設けている。なお、特に図示しないが製氷室を切替室5と併設させている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 9, which is a longitudinal sectional view of the refrigerator according to the present invention, the
冷蔵室3の背面および冷凍室6の背面には、それぞれ冷凍サイクルを構成する冷蔵室用冷却器12(以下、Rエバと称する。)、冷凍室用冷却器14(以下、Fエバと称する。
On the back surface of the refrigerating
)を設けており、その上部には、それぞれ冷蔵室用ファン11(以下、Rファンと称する。)、冷凍室用ファン13(以下、Fファンと称する。)を設けている。各ファン11,13が運転されると、Rエバ12およびFエバ14により生成された冷気が各室に供給され、各室の設定温度に応じて冷却を行っている。
The refrigerator compartment fan 11 (hereinafter referred to as “R fan”) and the freezer compartment fan 13 (hereinafter referred to as “F fan”) are respectively provided on the upper portions thereof. When each of the
本体1の背面底部には機械室15を設けており、内部にはコンプレッサ16および、後述するコンプレッサ16のモータを制御する駆動装置32などを設けている。図10は、コンプレッサ16示す縦断面図であり、以下、コンプレッサ16の構造について説明する。
A
コンプレッサ16の密閉ケース101内の上下方向ほぼ中間部には、フレーム102をスプリング102aを介して弾性的に支持しており、このフレーム102の上部側にはコンプレッサ構部103と、下部側にはモータ17とを設けている。また、フレーム102の中心部には枢支用孔102bを設け、主軸である回転軸105を回転自在に嵌め込んでいる。
A
この回転軸105の上端部には、フレーム102上面に摺動自在に載る鍔部105aを一体に形成し、この鍔部105aの上部には、回転軸105の中心軸に対して偏心させたクランクピン105bを連設している。このため、回転軸105が回転駆動すると、鍔部105aはフレーム102上面に摺接した状態で回転し、クランクピン105bは回転軸105の回転に対して偏心回転するようになっている。
A flange portion 105a that is slidably mounted on the upper surface of the
106は、上記コンプレッサ構部103を構成するシリンダであり、内部をピストン107が摺動自在に往復運動できるようにシリンダ室108を形成している。ピストン107は、クランク109の一端とボールジョイント機構部110を介して連結されており、クランク109の他端111は、クランクピン105bと回転自在に嵌め込まれている。
このため、クランクピン105bの偏心回転に伴い、クランク109がボールジョイント機構部110を支点として揺動運動をなすことができ、ピストン107はシリンダ室108において往復運動する。
For this reason, with the eccentric rotation of the
また、シリンダ106の左端には、弁機構115を設けており、図示しない吸込室と吐出室を介して冷媒ガスを吸い込み、シリンダ室108で圧縮された高圧ガスを冷凍サイクル内に吐出するようになっている。
In addition, a
前記モータ17は、フレーム102から下方に突出する回転軸105に嵌着させたロータ117と、このロータ117の周面と狭小の隙間を介在させ、フレーム102に固定されたステータ118とから構成されている。
The
また、モータ17の説明図である図14に示すように、モータ17は直流ブラシレスモータであり、本実施例では三相6スロット4極モータで、三相6スロットのステータ118の内周側で、4極のロータ117が回転するようになっている。
Further, as shown in FIG. 14 which is an explanatory diagram of the
次に、コンプレッサ16の動作について説明する。モータ17に通電して回転軸105を回転駆動させると、クランクピン105bが一体に偏心回転する。この偏心回転に応じて、ピストン107がクランク109とボールジョイント機構部110を介して、シリンダ室108内を往復運動する。
Next, the operation of the
また、密閉ケース101内には各エバ12、14で蒸発した冷媒ガスが導かれ、この冷媒ガスは、ピストン107が下死点に向けて移動(吸込工程)すると、弁機構115を介してシリンダ室108に吸い込まれる。
Further, the refrigerant gas evaporated by each of the
逆にピストン107が上死点に向けて移動(圧縮工程)すると、冷媒ガスは圧縮され、弁機構115を介して吐出管から冷凍サイクルに導かれるようになっている。こうして、モータ17の回転により圧縮工程と吸込工程が繰り返されることによって、冷凍サイクル内の冷媒が循環され、室内を冷却するようになっている。
On the other hand, when the
次に、モータ17を回転制御する駆動装置32について説明する。制御ブロック図を示す図11に示すように、インバータ回路42と、整流回路44と、交流電源46と、PWM形成部48と、AD変換部50と、dq変換部52と、速度検出部54と、速度指令出力部56と、速度PI制御部58と、q軸電流PI制御部60と、d軸電流PI制御部62と、三相変換部64と、初期パターン出力部66より構成されている。
Next, the
モータ17を回転させる場合には、モータ17の三相(u相、v相、w相)のステータ巻線40u、40v、40wにインバータ回路42が三相の駆動電流を流す。このインバータ回路42は、6個のパワースイッチング半導体であるスイッチングトランジスタTr1〜Tr6より構成されたフルブリッジインバータ回路であり、スイッチングトランジスタTr1とTr4、Tr2とTr5、Tr3とTr6にはそれぞれ直列に駆動電流を検知するための検知抵抗R1、R2、R3が接続されている。
When the
整流回路44は商用電源(AC100V)である交流電源46からの交流電圧を整流してインバータ回路42に供給する。
The rectifier circuit 44 rectifies an AC voltage from an
PWM形成部48は、6個のスイッチングトランジスタTr1〜Tr6のゲート端子にPWM信号を出力し、後述する三相の電圧Vu、Vv、Vwに基づいてパルス幅変調を行い、所定のタイミングで各スイッチングトトランジスタTr1〜Tr6をON/OFFする。
The
AD変換部50は、シャント抵抗R1、R2、R3における電圧値を検知して、各相の電圧値をアナログ値からデジタル値に変換し、三相の駆動電流Iu、Iv、Iwを出力する。
The
dq変換部52は、AD変換部50から出力された駆動電流Iu、Iv、Iwを、磁束に対応した電流成分であるd軸(direct-axis)の電流Idと、モータ17のトルクに対
応した電流成分であるq軸(quadrature-axis)の電流Iqに変換する。この変換方法は
、(1)式に示すように、三相のIu、Iv、Iwを2相のIα、Iβに変換する。この三相の電流と二相の電流との関係を表したベクトル図が図12である。
次に、このように変換した二相の電流Iα、Iβをq軸電流Iqとd軸電流Idに(2)式を用いて変換する。この二相の駆動電流と変換したq軸電流Iqとd軸電流Idとの関係は図13に示すベクトル図のような関係を有する。
速度検出部54では、検知したq軸電流Iqとd軸電流Idに基づいて、モータ17の回転角θと回転速度ωを検出する。q軸電流とd軸電流に基づいてモータ17のロータ117の位置である回転角θを求め、このθを微分することにより回転速度ωを求める。
The speed detector 54 detects the rotation angle θ and the rotation speed ω of the
冷蔵庫1の主制御部33では、dq変換部52から送られてきたq軸電流Iqに基づいて速度指令信号Sを出力する。
The main control unit 33 of the
速度指令出力部56は、主制御部33からの速度指令信号Sと、速度検出部54からの回転速度ωに基づいて基準回転速度ωrefを出力する。基準回転速度ωrefは、現在の回転速度ωと共に速度PI制御部58に入力される。
The speed
速度PI制御部58では、基準回転速度ωrefと現在の回転速度ωとの差分量に基づいてPI制御を行い、基準q軸電流Irefと基準d軸電流Idrefを出力し、現在のq軸電流Iqと現在のd軸電流Idと共にq軸電流PI制御部60とd軸電流PI制御部62にそれぞれ出力する。
The speed
q軸電流PI制御部60およびd軸電流PI制御部62では、それぞれPI制御を行うと共に電流/電圧変換を行い、基準q軸電圧Vqおよび基準d軸電圧Vdを出力する。
The q-axis current
三相変換部64では、基準d軸電圧Vdと基準q電圧Vqを、まず二相の電圧に(3)式に基づいて変換する。
この変換された二相の電圧Vα、Vβを、三相の電圧Vu、Vv、Vwに(4)式に基づいて変換する。
この変換された三相の電圧Vu、Vv、Vwを前記したPWM形成部48に出力する。
The converted three-phase voltages Vu, Vv, and Vw are output to the
このような駆動装置32によれば、検知したd軸電流Idとq軸電流Iqに基づいて回転速度を検知し、この回転速度ωと、主制御部からの速度指令信号Sに基づいて速度制御(フィードバック制御)を行い、速度指令信号Sに合わせた回転速度ωrefでモータ17が回転するようにPWM形成部48からのPWM信号をインバータ回路42に出力する。インバータ回路42は、この信号に基づいて、三相の駆動電流をモータ17の三相のステータ巻線40に出力してロータ117の回転を制御している。
According to such a
そして、初期パターン出力部66には、コンプレッサ16を起動させる際の回転パターンが設定されており、起動時には、この設定されたパターンに応じて運転を開始するようになっており、定数としては、回転初期位置電流Idinit、Iqinit、始動d軸電流Idinit、始動q軸電流Iqinitが予め設定されている。
In the initial
次に、コンプレッサ16の停止状態から運転を開始させる際の起動制御(初期パターン)について、図1,図3〜図8を参照して説明する。
Next, start control (initial pattern) when starting operation from the stopped state of the
コンプレッサ16を停止状態から通常の速度制御で回転制御するためには、初期位置移動ステップと、強制転流ステップと、速度制御ステップとを順次切り替えて行うようになっている。なお、初期位置移動ステップは後述するため、強制転流ステップから説明する。
In order to control the rotation of the
強制転流ステップでは、本発明のブラシレスモータの起動タイムチャートである図1に示すように、初期位置移動ステップの終了後のタイミングtcにおいて、予め設定した速度、ここでは150Hz/s2となるように加速回転させる。具体的には、固定した始動d軸電流を出力し、位置検出ができないことからロータ117が正常に回転しているものと見做して加速回転させる。したがって、速度制御、すなわちq軸方向の制御は行っておらず、始動q電流Iqinitはゼロとしている。そして、ロータ117が、予め設定されているパターン上、速度制御への切替速度、ここでは10Hz/sに到達したと見做すタイミングtdまで強制転流を行う。
In the forced commutation step, as shown in FIG. 1 which is a startup time chart of the brushless motor of the present invention, at a timing tc after the end of the initial position movement step, a preset speed, here 150 Hz / s 2 is set. Rotate to accelerate. Specifically, a fixed starting d-axis current is output, and the position cannot be detected, so that the
速度制御ステップでは、タイミングtdから、上述したように検知したd軸電流Idとq軸電流Iqに基づいて回転速度(ロータ117の回転位置)を検知し、この回転速度ωと、主制御部からの速度指令信号Sに基づいて速度制御(フィードバック制御)を行い、速度指令信号Sに合わせた回転速度ωrefでモータ17が回転するようにPWM形成部48からのPWM信号をインバータ回路42に出力する。インバータ回路42は、この信号に基づいて、三相の駆動電流をモータ17の三相のステータ巻線40に出力して、ロータ117の回転制御を行うようになっている。
In the speed control step, the rotational speed (the rotational position of the rotor 117) is detected from the timing td based on the d-axis current Id and the q-axis current Iq detected as described above. Speed control (feedback control) is performed based on the speed command signal S, and the PWM signal from the
次に、初期位置移動ステップについて説明する。主制御部33からコンプレッサ16の駆動指令がtaのタイミングで初期パターン出力部66に出力されると、ロータ117が後述する予備励磁位置Y、ここでは図4に示すようにY1またはY2に回転移動するように、この初期パターン出力部66が速度PI出力部に所定時間、例えば3秒間に亙って第1電流値、例えば、1Aまで回転初期位置電流Idinit、Iqinitを徐々に増加させていく(第1ステップ)。なお、ロータ117を初期位置Xに停止させておく必要があるため、回転初期位置電流Iqinitはゼロとしている。
Next, the initial position moving step will be described. When the drive command of the
直流励磁の電流が第1電流値に到達するtbのタイミングでは、一旦電流値をゼロにしてから、ロータ117が初期位置X、ここでは図5に示すX1またはX2に回転移動するように、初期パターン出力部66が速度PI出力部に所定時間、例えば3秒間に亙って第1電流値よりも高い第2電流値、例えば、2Aまで回転初期位置電流Idinit、Iqinitを徐々に増加させていく(第2ステップ)。そして、直流励磁の電流が初期電流値に到達するtcのタイミングで上述した強制転流ステップに移行して、図6に示すようにロータ117が回転していく。
At the timing tb when the DC excitation current reaches the first current value, the current value is once reduced to zero, and the
ここで、第1ステップを設けた理由について説明する。出願人は、初期位置Xからロータ117の停止位置を適宜変更して、それぞれの停止位置から初期位置Xに回転移動した際の電流値を測定した。また、各停止位置において、初期位置Xへの直流励磁の際にロータ117の急激な速度変化によって、フレーム102が密閉ケース101に衝突して異音が生じた電流値を測定した。
Here, the reason why the first step is provided will be described. The applicant changed the stop position of the
図7は、この実験結果を示すものであり、実線は停止位置と回転可能な電流値との関係を表し、破線は停止位置と異音が生じた電流値との関係を示している。この結果から、ロータ117の停止位置が初期位置Xに近いほど低電流で回転移動するとともに、異音が発生する電流値は高いため、直流励磁を行った際に脱調や異音が発生することはない。
FIG. 7 shows the results of this experiment. The solid line represents the relationship between the stop position and the rotatable current value, and the broken line represents the relationship between the stop position and the current value at which abnormal noise occurs. From this result, as the stop position of the
しかしながら、ロータ117の停止位置が、図3にも示すように、中間点Z、すなわち90°の近傍になると、両極からの距離がほぼ等しいことから磁力のつり合いが保たれているため、回転移動する際の電流値が高くなる。また、初期位置Xまでの回転距離が長いことから、直流励磁によってロータ117が加速されて急激な速度変化を生じ易くさせるため、異音を発生する電流値が低くなる。
However, as shown in FIG. 3, when the
したがって、中間点Zの近傍では、回転可能な電流値よりも異音を発生する電流値の方が低くなってしまうため、脱調や異音の発生を防止しようとすると、1.7A以下の電流値で直流励磁を行う必要があるが、これではロータ117を回転移動させることができない。また、1.7A以上の電流値を使用すれば、ロータ117を回転移動させることは可能であるが、上記したように異音が発生したり、脱調する恐れが生じる。
Accordingly, in the vicinity of the intermediate point Z, the current value that generates abnormal noise is lower than the current value that can be rotated. Therefore, when attempting to prevent step-out and abnormal noise, the current value is 1.7 A or less. Although it is necessary to perform direct current excitation with a current value, the
すなわち、ロータ117の停止位置が、図7より90°前後±5°であると上記のような問題が発生し、ばらつきなども考慮すると90°前後±10°は、異音が発生したり、脱調が生じてしまう恐れがある範囲として見做すことができる(以下、この範囲を初期位置回転不可領域Z1〜Z2と称する)。
That is, if the stop position of the
そこで、本発明では、脱調や異音の発生を防止して、直流励磁により確実にロータ117を初期位置Xへの回転移動させるために、その事前ステップとして、ロータ117を予備励磁位置Yに回転移動させるようにして、ロータ117が初期位置回転不可領域Z1〜Z2に停止していることを回避させる。
Therefore, in the present invention, in order to prevent the occurrence of step-out and abnormal noise and to reliably rotate and move the
具体的には、図8に示すように、予備励磁位置Yを初期位置Xから離間させた位置、ここでは45°の位置で直流励磁を行うことにより、ロータ117が初期位置回転不可領域Z1〜Z2に停止していたとしても、第1ステップにより予備励磁位置Yに回転移動するため、第2ステップにおいて予備励磁位置Yから初期位置Xに確実に回転移動させることができる。
Specifically, as shown in FIG. 8, by performing direct current excitation at a position where the preliminary excitation position Y is separated from the initial position X, in this case, at a position of 45 °, the
また、第1ステップの直流励磁において予備励磁位置Yの中間点Oやその近傍O1〜O2にロータ117が停止している状態で、第2ステップと同様な第2電流値まで上昇させてしまうと、この第1ステップでも異音が発生したり、脱調する恐れがあるが、第2電流値よりも低い第1電流値までしか上昇させないため、ロータ117が急激に回転移動することなく、上記不具合を解消することができる。
Further, in the first step DC excitation, the
さらに、第1ステップにおいて第1電流値までしか上昇させないことから、回転移動させることができない領域O1〜O2が広がるが、この領域に停止していたとしても、初期位置回転不可領域Z1〜Z2外であるため、第2ステップにおいて初期位置Xに確実に回転移動させることができる。 Further, since the region can only be increased up to the first current value in the first step, the regions O 1 to O 2 that cannot be rotated are expanded, but even if the region stops in this region, the initial position non-rotatable region Z 1. because it is to Z 2 outside it can be reliably rotated and moved to the initial position X in the second step.
この予備励磁位置Yの設定範囲としては、直流励磁による電流が第2電流値より低い第1電流値に到達するまでに、ロータ117が初期位置回転不可領域Z1〜Z2に停止していることを回避しなければならないため、初期位置Xに近すぎる0°〜20°の範囲では、ロータ117が初期位置回転不可領域Z1〜Z2に停止していると第1ステップにおいて回転移動させることができず、一方、初期位置Xの中間点Zに近すぎる80°〜100°の範囲では、第1ステップにおいて逆にロータ117を初期位置回転不可領域Z1〜Z2に停止させてしまうことになるため、20°〜80°の範囲に設定している。なお、ばらつきまで考慮すると30°〜70°の範囲内に設定することが好ましい。
As the setting range of the preliminary excitation position Y, the
上述した構成によれば、第1ステップにおいて、ロータが予備励磁位置に回転するように、第2電流値よりも低い第1電流値まで直流励磁を行った後に、第2ステップにおいてロータが初期位置に回転するように直流励磁を行うため、第2ステップにおいて確実に初期位置へロータを回転移動させることができ、脱調することを防止して起動させることができる。 According to the above-described configuration, in the first step, the direct current excitation is performed to the first current value lower than the second current value so that the rotor rotates to the preliminary excitation position, and then the rotor is moved to the initial position in the second step. Since the direct current excitation is performed so as to rotate, the rotor can be reliably rotated and moved to the initial position in the second step, and can be started up without being stepped out.
また、冷蔵庫に用いられるコンプレッサの起動に適用することにより、ロータの急激な速度変化を防止することができるため、異音を発生させることなく確実に初期位置へロータを回転移動させることができる。 Moreover, since it can prevent a rapid speed change of the rotor by applying it to the start of the compressor used in the refrigerator, the rotor can be reliably rotated to the initial position without generating abnormal noise.
次に他の実施形態について、図2を参照して説明する。上述したように第1スッテプでは、第2電流値よりも低い第1電流、例えば1Aまでしか上昇させないため、初期位置Xの中間点Zおよびその近傍Z〜Z2にロータ117が停止していると回転移動させ難いことがある。このため、第1ステップにおいて、確実にロータ117を回転移動させるために、本実施例では、直流励磁の電流が第1電流値まで上昇したら、この電流値で所定時間継続通電させるようにしている。
Next, another embodiment will be described with reference to FIG. In the first Suttepu As described above, the first current is lower than the second value, for example, since only up to 1A does not increase, the
具体的には、図2に示すように、teのタイミングでロータ117が予備励磁位置Yに回転移動するように、電流値を徐々に上昇させていく。そして、tfのタイミングで第1電流値まで上昇すると、所定時間、ここでは2秒間、第1電流値のまま継続通電させる。
Specifically, as shown in FIG. 2, the current value is gradually increased so that the
そして、所定時間が経過したtgのタイミングで、電流値をゼロに戻した後、第2ステップに移行して、thのタイミングで強制転流、tiのタイミングで速度制御に移行するようになっている。 Then, after the current value is returned to zero at the timing of tg when a predetermined time has elapsed, the process proceeds to the second step, and the forced commutation is performed at the timing of th, and the speed control is performed at the timing of ti. Yes.
上記した構成によれば、第1ステップにおいて、第1電流値まで上昇させた後に、所定時間までは、継続して通電させることにより、ロータが初期位置回転不可領域の回転し難い場所に停止していても、確実に回転移動させることができる。 According to the configuration described above, in the first step, after the current value is increased to the first current value, the rotor is stopped at a place where it is difficult to rotate in the initial position non-rotable region by energizing continuously for a predetermined time. Can be reliably rotated.
この場合、図2の点線で示すように、tjのタイミングで第1電流よりも低い電流で流してもよい。これにより第2ステップに移行する直前のtgのタイミングでロータ117が回転することを防止することができる。
In this case, as indicated by the dotted line in FIG. 2, the current may be lower than the first current at the timing tj. As a result, it is possible to prevent the
上述した本発明の実施形態では、冷蔵庫に用いられるブラシレスモータについて説明したが、これに限られず種々のブラシレスモータの起動方法に適応可能である。また、ベクトル制御を用いて説明したが、言うまでもなく通常のインバータ制御でも、同様の効果を奏することができる。さらに、発明の要旨を変更しない範囲内において、ロータの磁極、電流値、直流励磁位置を適宜変更してもよい。 In the above-described embodiment of the present invention, the brushless motor used in the refrigerator has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to various brushless motor activation methods. Moreover, although it demonstrated using vector control, it cannot be overemphasized, and the same effect can be show | played also by normal inverter control. Furthermore, the magnetic pole, current value, and DC excitation position of the rotor may be changed as appropriate without departing from the scope of the invention.
本発明は、確実にコンプレッサの起動を行うことができ、様々なブラシレスモータの起動方法に適応可能である。 The present invention can reliably start the compressor, and can be applied to various brushless motor starting methods.
1…冷蔵庫本体 16…コンプレッサ 17…モータ
32…駆動装置 33…主制御部 42…インバータ回路
48…PWM形成部 52…dq変換部 64…三相変換部
66…初期パターン出力部 101…密閉ケース 102…フレーム
117…ロータ 118…ロータ X…初期位置
Y…予備励磁位置 Z…初期位置の中間点 O…予備励磁位置の中間点
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ロータの初期位置への回転移動は、初期位置から離間させた予備励磁位置へロータが回転移動するように、直流励磁の電流を第1電流値まで上昇させる第1ステップと、ロータが初期位置へ回転移動するように直流励磁の電流を前記第1電流値よりも高い第2電流値まで上昇させる第2ステップとを備えたことを特徴とするブラシレスモータの起動方法。 A brushless motor having a stator having a three-phase winding and a rotor having four or more poles, and an inverter circuit for energizing the winding, and rotating the rotor to an initial position by direct current excitation via the inverter circuit In the starting method of the brushless motor that controls the speed based on the current or voltage flowing in the winding after rotating by forced commutation after moving,
The rotational movement of the rotor to the initial position includes a first step of increasing the DC excitation current to a first current value so that the rotor rotates to a pre-excitation position spaced from the initial position, and the rotor is moved to the initial position. And a second step of increasing the DC excitation current to a second current value higher than the first current value so as to rotate and move to the brushless motor.
前記ロータが初期位置から離間させた予備励磁位置へ回転移動するように、直流励磁の電流を第1電流値まで上昇させる第1ステップと、ロータが初期位置へ回転移動するように直流励磁の電流を前記第1電流値よりも高い第2電流値まで上昇させる第2ステップとを備えたことを特徴とするブラシレスモータを備えた冷蔵庫。 A reciprocating compressor, a brushless motor having a stator having a three-phase winding and a rotor having four or more poles as a driving source of the compressor, and an inverter circuit for energizing the winding, and through the inverter circuit In a brushless motor that controls the speed based on the current or voltage flowing in the winding after rotating the rotor to the initial position by direct current excitation and rotating it by forced commutation,
A first step of increasing the DC excitation current to a first current value so that the rotor rotates to a pre-excitation position spaced from the initial position; and a DC excitation current so that the rotor rotates to the initial position. And a second step of increasing the current to a second current value higher than the first current value. A refrigerator equipped with a brushless motor.
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