JP2007028778A - Electric motor driver and air conditioner using the same - Google Patents

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JP2007028778A JP2005206433A JP2005206433A JP2007028778A JP 2007028778 A JP2007028778 A JP 2007028778A JP 2005206433 A JP2005206433 A JP 2005206433A JP 2005206433 A JP2005206433 A JP 2005206433A JP 2007028778 A JP2007028778 A JP 2007028778A
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Eiji Goto
英二 後藤
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric motor driver for providing a stable and fast rotation in the state where a position estimation error of a rotor rapidly increases. <P>SOLUTION: A load quantity detecting means 19 is used, and detects the quantity of a load in a three-phase electric motor 3. Only when the detected quantity of the load is the predetermined quantity of the load or more in the three-phase electric motor, phase currents detected in the three-phase electric motor and a torque required for attaining a target rotation speed are generated. The electric motor driver switches a proportional integral operation for determining an instruction current by using a target current, to a proportional integral-differentiation operation. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブラシレスＤＣモータなどの電動機を任意の回転数で駆動する電動機駆動装置に関するものである。   The present invention relates to an electric motor drive device that drives an electric motor such as a brushless DC motor at an arbitrary rotation speed.

近年、空気調和機における圧縮機などの電動機を駆動する装置においては、地球環境保護の観点から消費電力を低減する必要性が大きくなっている。その中で、省電力の技術の一つとして、ブラシレスＤＣモータのような効率の高い電動機を任意の周波数で駆動するインバータなどが広く一般に使用されている。さらに、駆動する技術としては、矩形波状の電流により駆動を行う矩形波駆動に対して、より効率が高く、騒音も低くすることが可能な正弦波駆動技術が主流となりつつある。   In recent years, in an apparatus for driving an electric motor such as a compressor in an air conditioner, there is an increasing need to reduce power consumption from the viewpoint of protecting the global environment. Among them, as one of the power saving technologies, an inverter that drives a highly efficient electric motor such as a brushless DC motor at an arbitrary frequency is widely used. Furthermore, as a driving technique, a sine wave driving technique that is more efficient and can reduce noise than a rectangular wave driving that is driven by a rectangular wave current is becoming mainstream.

空気調和機における圧縮機のような電動機を駆動する場合、電動機の回転子の位置を検出するセンサを取り付けることが困難であるため、回転子の位置を何らかの方法で推定しながら駆動を行う位置センサレス正弦波駆動の技術も発明されている。回転子の位置を推定する方法として、電動機の誘起電圧を推定することにより行う方法があり、インバータ母線に流れる電流から推定する方法や（例えば、特許文献１）、電流センサを用いて電動機に流れる電流から推定する方法（例えば、特許文献２）が発明されている。   When driving an electric motor such as a compressor in an air conditioner, it is difficult to attach a sensor for detecting the position of the rotor of the electric motor. A sinusoidal drive technique has also been invented. As a method of estimating the rotor position, there is a method of estimating the induced voltage of the motor, and a method of estimating from the current flowing through the inverter bus (for example, Patent Document 1), or flowing to the motor using a current sensor. A method of estimating from the current (for example, Patent Document 2) has been invented.

図３に特許文献１記載の位置センサレス正弦波駆動を実現するためのシステム構成を示す。１は直流電源、２はインバータ、３はブラシレスモータ、４は固定子、５は回転子、６は制御部である。   FIG. 3 shows a system configuration for realizing the position sensorless sine wave drive described in Patent Document 1. 1 is a DC power source, 2 is an inverter, 3 is a brushless motor, 4 is a stator, 5 is a rotor, and 6 is a control unit.

ブラシレスモータ３は、中性点を中心にＹ結線された３つの相巻線４ｕ、４ｖ、４ｗが取り付けられる固定子４、および磁石が装着されている回転子５を備える。Ｕ相巻線４ｕの非結線端にＵ相端子８ｕ、Ｖ相巻線４ｖの非結線端にＶ相端子８ｖ、Ｗ相巻線４ｗの非結線端にＷ相端子８ｗが接続される。   The brushless motor 3 includes a stator 4 to which three phase windings 4u, 4v, 4w Y-connected around a neutral point are attached, and a rotor 5 to which a magnet is attached. A U-phase terminal 8u is connected to the non-connection end of the U-phase winding 4u, a V-phase terminal 8v is connected to the non-connection end of the V-phase winding 4v, and a W-phase terminal 8w is connected to the non-connection end of the W-phase winding 4w.

インバータ２は、一対のスイッチング素子が電流の上流側と下流側の関係に直列接続された直列回路を、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用として３つ有する。これら直列回路に、直流電源１から出力されるＤＣ電圧が印加される。Ｕ相用の直列回路は、上流側スイッチング素子１２ｕ、および下流側スイッチング素子１３ｕより成る。Ｖ相用の直列回路は、上流側スイッチング素子１２ｖ、および下流側スイッチング素子１３ｖより成る。Ｗ相用の直列回路は、上流側スイッチング素子１２ｗ、および下流側スイッチング素子１２ｗより成る。なお、フリーホイールダイオード１４ｕ、１４ｖ、１４ｗ、１５ｕ、１５ｖ、１５ｗが、各スイッチング素子と並列に接続される。   The inverter 2 has three series circuits in which a pair of switching elements are connected in series in a relationship between the upstream side and the downstream side of the current, for U phase, for V phase, and for W phase. A DC voltage output from the DC power source 1 is applied to these series circuits. The U-phase series circuit includes an upstream side switching element 12u and a downstream side switching element 13u. The series circuit for V phase includes an upstream side switching element 12v and a downstream side switching element 13v. The series circuit for W phase includes an upstream side switching element 12w and a downstream side switching element 12w. Free wheel diodes 14u, 14v, 14w, 15u, 15v, and 15w are connected in parallel with the switching elements.

インバータ２におけるスイッチング素子１２ｕ、１３ｕの相互接続点、スイッチング素子１２ｖ、１３ｖの相互接続点、およびスイッチング素子１２ｗ、１３ｗの相互接続点に、ブラシレスモータ３の端子８ｕ、８ｖ、８ｗがそれぞれ接続される。   Terminals 8u, 8v, and 8w of the brushless motor 3 are connected to an interconnection point of the switching elements 12u and 13u, an interconnection point of the switching elements 12v and 13v, and an interconnection point of the switching elements 12w and 13w in the inverter 2, respectively. .

インバータ２に印加されている直流電圧は、上述したインバータ２内のスイッチング素子などの回路によって三相の交流電圧に変換され、それによりブラシレスモータ３が駆動される。   The DC voltage applied to the inverter 2 is converted into a three-phase AC voltage by a circuit such as the switching element in the inverter 2 described above, and the brushless motor 3 is thereby driven.

外部より与えられる目標速度を実現するべく、現在の速度との誤差から演算された出力電圧を出力するために、ＰＷＭ信号生成手段９によりインバータ２のスイッチング素子を
駆動するＰＷＭ信号が生成され、スイッチング素子を電気的に駆動するためのドライブ信号にベースドライバ１０により変換され、各スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗ、１３ｕ、１３ｖ、１３ｗが動作する。 In order to realize the target speed given from the outside, the PWM signal generating means 9 generates a PWM signal for driving the switching element of the inverter 2 in order to output the output voltage calculated from the error with the current speed. The switching signals 12u, 12v, 12w, 13u, 13v, and 13w operate by being converted by the base driver 10 into drive signals for electrically driving the elements.

制御部６は、インバータ母線に配した電流検出手段７により検出されたブラシレスモータ３の相電流と、ＰＷＭ信号生成手段９で演算される出力電圧とインバータ印加電圧検出手段１６が検出した直流電源１から出力されるＤＣ電圧より、ブラシレスモータ３の誘起電圧が誘起電圧推定手段１７により推定される。さらに推定された誘起電圧から、回転子位置推定手段１８でブラシレスモータ３の回転子磁極位置および速度を推定する。   The control unit 6 includes the phase current of the brushless motor 3 detected by the current detection means 7 arranged on the inverter bus, the output voltage calculated by the PWM signal generation means 9 and the DC power source 1 detected by the inverter applied voltage detection means 16. The induced voltage of the brushless motor 3 is estimated by the induced voltage estimation means 17 from the DC voltage output from Further, the rotor magnetic pole position and speed of the brushless motor 3 are estimated by the rotor position estimating means 18 from the estimated induced voltage.

ＰＷＭ信号生成手段９は、推定された回転子磁極位置の情報に基づき、目標速度に達するために必要なトルクを発生させる目標電流を決定する。さらにインバータ母線に配した電流検出手段７により検出されるブラシレスモータ３の相電流が目標電流とおりになるように比例積分演算（ＰＩ制御）を用いて指令電流さらには指令電圧を決定し、インバータ２を制御する信号を出力する。   The PWM signal generation unit 9 determines a target current for generating a torque necessary to reach the target speed based on the information on the estimated rotor magnetic pole position. Further, the command current and the command voltage are determined using proportional-integral calculation (PI control) so that the phase current of the brushless motor 3 detected by the current detection means 7 arranged on the inverter bus becomes the target current, and the inverter 2 Outputs a signal to control

図４は特許文献２記載の位置センサレス正弦波駆動を実現するためのシステム構成であり、ブラシレスモータ３の相電流を検出する手段をインバータ母線に配した電流検出手段７から電流センサ２０ｖ、２０ｗにしたものであり、その他の構成は特許文献１記載の発明と同様である。   FIG. 4 shows a system configuration for realizing the position sensorless sine wave drive described in Patent Document 2. The means for detecting the phase current of the brushless motor 3 is changed from the current detection means 7 arranged on the inverter bus to the current sensors 20v and 20w. The other structure is the same as that of the invention described in Patent Document 1.

以上のような回路構成にて、ブラシレスモータ３の駆動制御を行っている。
特開２００３−１８９６７０号公報 特開２０００−３５０４８９号公報 The drive control of the brushless motor 3 is performed with the circuit configuration as described above.
JP 2003-189670 A JP 2000-350489 A

しかしながら、前記従来の誘起電圧の推定による位置センサレス正弦波駆動においては、電動機の負荷が重い状態では位置推定誤差の増加が速く、生じた位置推定誤差により脱調するという課題を有していた。本発明は上記の課題を解決するもので、回転子の位置推定誤差の増加が速い状態で脱調を防止し、安定した駆動を実現する電動機駆動装置を提供することを目的とする。   However, in the conventional position sensorless sine wave drive based on the estimation of the induced voltage, there is a problem that the position estimation error increases rapidly when the load on the motor is heavy, and the step-out occurs due to the generated position estimation error. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electric motor drive device that prevents a step-out in a state where a rotor position estimation error increases rapidly and realizes stable driving.

前記従来の課題を解決するために、本発明の電動機駆動装置は、負荷量検出手段を設け、負荷検出手段で検出した負荷が予め設定された値を超えた場合、検出した三相電動機の各相電流と目標回転数に達するために必要なトルクを発生させる目標電流から指令電流を決定する演算式を比例積分演算（ＰＩ制御）から微分項を加えた比例積分微分演算（ＰＩＤ制御）に切り換えることにより、目標速度を実現するためのインバータに印加する電圧追従性を向上させ、回転子の位置推定誤差の増加が速い状態で安定した駆動が可能な電動機駆動装置を実現するものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the electric motor drive device of the present invention is provided with load amount detection means, and when the load detected by the load detection means exceeds a preset value, each of the detected three-phase electric motors The arithmetic expression for determining the command current from the target current that generates the phase current and the torque required to reach the target rotational speed is switched from proportional integral calculation (PI control) to proportional integral differential calculation (PID control) with a derivative term added. Thus, it is possible to improve the voltage followability applied to the inverter for realizing the target speed, and to realize an electric motor drive device capable of stable driving in a state where the increase in rotor position estimation error is fast.

本発明の電動機駆動装置は回転子の位置推定誤差の増加が速い状態で安定した駆動が可能な電動機駆動装置を実現することができる。   The electric motor driving device of the present invention can realize an electric motor driving device capable of stable driving in a state where the increase in rotor position estimation error is fast.

第１の発明は、三相電動機の負荷量を検出する負荷量検出手段を設け、負荷量検出手段で検出した負荷量が予め設定された値以上の場合のみ、検出した三相電動機の各相電流と目標回転数に達するために必要なトルクを発生させる目標電流から指令電流を決定する演
算式を比例積分演算（ＰＩ制御）から微分項を加えた比例積分微分演算（ＰＩＤ制御）切り換えることにより、目標速度を実現するためのインバータに印加する電圧追従性を向上し、回転子の位置推定誤差の増加が速い状態で安定した駆動が可能な電動機駆動装置を実現するものである。 The first invention is provided with load amount detection means for detecting the load amount of the three-phase motor, and each phase of the detected three-phase motor is detected only when the load amount detected by the load amount detection means is not less than a preset value. By switching the proportional-plus-integral-derivative calculation (PID control) by adding a differential term from the proportional-integral calculation (PI control) to the calculation formula that determines the command current from the target current that generates the torque necessary to reach the current and the target rotational speed Thus, it is possible to improve the voltage followability applied to the inverter for realizing the target speed, and to realize an electric motor drive device capable of stable driving in a state where the increase in rotor position estimation error is fast.

第２の発明は、特に、第１の発明の三相電動機に流れる相電流の検出をインバータ母線に配した電流検出手段を用いて検出するもので、低コストで相電流をすることができる。   In the second invention, in particular, the detection of the phase current flowing through the three-phase motor of the first invention is detected using the current detection means arranged on the inverter bus, and the phase current can be generated at low cost.

第３の発明は、特に、第１の発明の三相電動機に流れる相電流の検出を電流センサを用いて検出するもので、精度よく相電流を検出することができる。   The third aspect of the invention detects the phase current flowing in the three-phase motor of the first aspect of the invention using a current sensor, and can detect the phase current with high accuracy.

第４の発明は、特に、第１から第３の発明の電動機駆動装置を圧縮機の吐出口と吸入口に圧力検出手段を備えた空気調和機に使用し、圧縮機の吐出口と吸入口の差を三相電動機に負荷量とすることにより、負荷量検出手段を新たに設けることなく、安価でかつ回転子の位置推定誤差の増加が速い状態で安定した駆動が可能な電動機駆動装置を実現するものである。   In particular, the fourth aspect of the invention uses the motor drive device of the first to third aspects of the invention in an air conditioner having pressure detection means at the discharge port and suction port of the compressor, and the discharge port and suction port of the compressor. By using the difference between the three-phase motor as a load amount, a motor drive device capable of stable driving at a low cost and with a fast increase in rotor position estimation error without newly providing load amount detection means is provided. It is realized.

第５の発明は、特に、第１から第３の発明の電動機駆動装置を、室内機と室外機のそれぞれに熱交換器温度検出手段を備えた空気調和機に使用し、暖房運転時には、室内機の熱交換器に配した室内熱交換器温度検出手段を用い、冷房運転時には室外機の熱交換器に配した室外熱交換器温度検出手段を用い、それぞれの運転状態において検出した熱交換の温度を三相電動機に負荷量とすることにより、負荷量検出手段を新たに設けることなく、安価でかつ回転子の位置推定誤差の増加が速い状態で安定した駆動が可能な電動機駆動装置を実現するものである。   In particular, the fifth aspect of the invention uses the electric motor drive device of the first to third aspects of the invention in an air conditioner having a heat exchanger temperature detection means in each of the indoor unit and the outdoor unit, Using the indoor heat exchanger temperature detection means arranged in the heat exchanger of the machine, and during the cooling operation, using the outdoor heat exchanger temperature detection means arranged in the heat exchanger of the outdoor unit, the heat exchange detected in each operation state By using the temperature as a load amount for the three-phase motor, a motor drive device that can be driven stably at a low cost and with a fast increase in rotor position estimation error without providing a new load amount detection means is realized. To do.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるブロック図である。１は直流電源、２はインバータ、３はブラシレスモータ、４は固定子、５は回転子、６は制御部である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram according to the first embodiment of the present invention. 1 is a DC power source, 2 is an inverter, 3 is a brushless motor, 4 is a stator, 5 is a rotor, and 6 is a control unit.

ブラシレスモータ３は、中性点を中心にＹ結線された３つの相巻線４ｕ、４ｖ、４ｗが取り付けられる固定子４、および磁石が装着されている回転子５を備える。Ｕ相巻線４ｕの非結線端にＵ相端子８ｕ、Ｖ相巻線４ｖの非結線端にＶ相端子８ｖ、Ｗ相巻線４ｗの非結線端にＷ相端子８ｗが接続される。   The brushless motor 3 includes a stator 4 to which three phase windings 4u, 4v, 4w Y-connected around a neutral point are attached, and a rotor 5 to which a magnet is attached. A U-phase terminal 8u is connected to the non-connection end of the U-phase winding 4u, a V-phase terminal 8v is connected to the non-connection end of the V-phase winding 4v, and a W-phase terminal 8w is connected to the non-connection end of the W-phase winding 4w.

インバータ２は、一対のスイッチング素子が電流の上流側と下流側の関係に直列接続された直列回路を、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用として３つ有する。これら直列回路に、直流電源１から出力されるＤＣ電圧が印加される。Ｕ相用の直列回路は、上流側スイッチング素子１２ｕ、および下流側スイッチング素子１３ｕより成る。Ｖ相用の直列回路は、上流側スイッチング素子１２ｖ、および下流側スイッチング素子１３ｖより成る。Ｗ相用の直列回路は、上流側スイッチング素子１２ｗ、および下流側スイッチング素子１２ｗより成る。なお、フリーホイールダイオード１４ｕ、１４ｖ、１４ｗ、１５ｕ、１５ｖ、１５ｗが、各スイッチング素子と並列に接続される。   The inverter 2 has three series circuits in which a pair of switching elements are connected in series in a relationship between the upstream side and the downstream side of the current, for U phase, for V phase, and for W phase. A DC voltage output from the DC power source 1 is applied to these series circuits. The U-phase series circuit includes an upstream side switching element 12u and a downstream side switching element 13u. The series circuit for V phase includes an upstream side switching element 12v and a downstream side switching element 13v. The series circuit for W phase includes an upstream side switching element 12w and a downstream side switching element 12w. Free wheel diodes 14u, 14v, 14w, 15u, 15v, and 15w are connected in parallel with the switching elements.

インバータ２におけるスイッチング素子１２ｕ、１３ｕの相互接続点、スイッチング素子１２ｖ、１３ｖの相互接続点、およびスイッチング素子１２ｗ、１３ｗの相互接続点に、ブラシレスモータ３の端子８ｕ、８ｖ、８ｗがそれぞれ接続される。   Terminals 8u, 8v, and 8w of the brushless motor 3 are connected to an interconnection point of the switching elements 12u and 13u, an interconnection point of the switching elements 12v and 13v, and an interconnection point of the switching elements 12w and 13w in the inverter 2, respectively. .

インバータ２に印加されている直流電圧は、上述したインバータ２内のスイッチング素子などの回路によって三相の交流電圧に変換され、それによりブラシレスモータ３が駆動される。   The DC voltage applied to the inverter 2 is converted into a three-phase AC voltage by a circuit such as the switching element in the inverter 2 described above, and the brushless motor 3 is thereby driven.

外部より与えられる目標速度を実現するべく、現在の速度との誤差から演算された出力電圧を出力するために、ＰＷＭ信号生成手段９によりインバータ２のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号が生成され、スイッチング素子を電気的に駆動するためのドライブ信号にベースドライバ１０により変換され、各スイッチング素子１２ｕ、１２ｖ、１２ｗ、１３ｕ、１３ｖ、１３ｗが動作する。   In order to realize the target speed given from the outside, the PWM signal generating means 9 generates a PWM signal for driving the switching element of the inverter 2 in order to output the output voltage calculated from the error with the current speed. The switching signals 12u, 12v, 12w, 13u, 13v, and 13w operate by being converted by the base driver 10 into drive signals for electrically driving the elements.

制御部６は、インバータ母線に配した電流検出手段７により検出されたブラシレスモータ３の相電流と、ＰＷＭ信号生成手段９で演算される出力電圧とインバータ印加電圧検出手段１６が検出した直流電源１から出力されるＤＣ電圧より、ブラシレスモータ３の誘起電圧が誘起電圧推定手段１７により推定される。さらに推定された誘起電圧から、回転子位置推定手段１８でブラシレスモータ３の回転子磁極位置および速度を推定する。   The control unit 6 includes the phase current of the brushless motor 3 detected by the current detection means 7 arranged on the inverter bus, the output voltage calculated by the PWM signal generation means 9 and the DC power source 1 detected by the inverter applied voltage detection means 16. The induced voltage of the brushless motor 3 is estimated by the induced voltage estimation means 17 from the DC voltage output from Further, the rotor magnetic pole position and speed of the brushless motor 3 are estimated by the rotor position estimating means 18 from the estimated induced voltage.

ＰＷＭ信号生成手段９は、推定された回転子磁極位置の情報に基づき、目標速度に達するために必要なトルクを発生させる目標電流を決定する。さらにインバータ母線に配した電流検出手段７により検出されるブラシレスモータ３の相電流が目標電流とおりになるように比例積分演算（ＰＩ制御）を用いて指令電流さらには指令電圧を決定し、インバータ２を制御する信号を出力する。指令回転数演算切換え手段１１では、ブラシレスモータ３の負荷量を検出する負荷量検出手段１９で検出した負荷量が予め設定された値以上と未満の場合とで、指令速度を決定する演算式を比例積分演算（ＰＩ制御）、もしくは微分項を加えた比例積分微分演算（ＰＩＤ制御）の切換えを行っている。比例積分演算（ＰＩ制御）および比例積分微分演算（ＰＩＤ制御）の切り換えは負荷量が予め設定された値以上の場合、回転子の位置推定誤差の増加が速く、脱調しやすいと判断し、比例積分微分演算（ＰＩＤ制御）とするもので、目標回転数を実現するためのインバータ２に印加する電圧が追従しやすくなるため、安定した回転を得ることが可能となる。   The PWM signal generation unit 9 determines a target current for generating a torque necessary to reach the target speed based on the information on the estimated rotor magnetic pole position. Further, the command current and the command voltage are determined using proportional-integral calculation (PI control) so that the phase current of the brushless motor 3 detected by the current detection means 7 arranged on the inverter bus becomes the target current, and the inverter 2 Outputs a signal to control In the command rotation number calculation switching means 11, an arithmetic expression for determining the command speed is determined when the load amount detected by the load amount detection means 19 for detecting the load amount of the brushless motor 3 is greater than or less than a preset value. Switching between proportional integral calculation (PI control) or proportional integral differential calculation (PID control) with a differential term added. Switching between proportional integral calculation (PI control) and proportional integral derivative calculation (PID control) is determined that if the load amount is greater than or equal to a preset value, the rotor position estimation error increases quickly and is likely to step out. Proportional-integral-derivative calculation (PID control) is performed, and the voltage applied to the inverter 2 for realizing the target rotational speed can easily follow, so that stable rotation can be obtained.

（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態におけるブロック図であり、ブラシレスモータ３に流れる相電流を電流センサ２０ｖ、２０ｗを用いて検出することにより、相電流を精度よく検出するものであり、その他の構成および動作は第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。 (Embodiment 2)
FIG. 2 is a block diagram in the second embodiment of the present invention, which detects the phase current flowing through the brushless motor 3 using the current sensors 20v and 20w, thereby accurately detecting the phase current. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態におけるブロック図である。２１は空気調和機の室外機であり、２２は圧縮機、２３は圧縮機の吐出口に配した吐出口圧力検出手段、２４は圧縮機の吸入口に配した吸入口圧力検出手段である。 (Embodiment 3)
FIG. 3 is a block diagram according to the third embodiment of the present invention. 21 is an outdoor unit of the air conditioner, 22 is a compressor, 23 is a discharge port pressure detection means arranged at the discharge port of the compressor, and 24 is a suction port pressure detection means arranged at the suction port of the compressor.

吐出口圧力検出手段２３と吸入口圧力検出手段２４で検出した圧力の差を演算し、演算された圧力差を負荷量とすることで、負荷量検出手段１９を新たに設けることなく、安価でかつ回転子の位置推定誤差の増加が速い状態で安定した駆動が可能な電動機駆動装置を実現するものである。   By calculating the difference between the pressures detected by the discharge port pressure detection means 23 and the suction port pressure detection means 24 and using the calculated pressure difference as the load amount, the load amount detection means 19 is not newly provided, and it is inexpensive. In addition, an electric motor drive device capable of stable driving in a state where the increase in rotor position estimation error is fast is realized.

（実施の形態４）
図４は本発明の第４の実施の形態におけるブロック図である。２５は空気調和機の室内機であり、２６は交流電源、２７は室内機２５から供給される交流電圧を直流電圧に変換する直流電圧生成部、２８は室内機２５の熱交換器に配した室内熱交換器温度検出手段、２９は室外機２１の熱交換器に配した室外熱交換器温度検出手段である。 (Embodiment 4)
FIG. 4 is a block diagram according to the fourth embodiment of the present invention. 25 is an indoor unit of the air conditioner, 26 is an AC power source, 27 is a DC voltage generating unit that converts an AC voltage supplied from the indoor unit 25 into a DC voltage, and 28 is a heat exchanger of the indoor unit 25. The indoor heat exchanger temperature detecting means 29 is an outdoor heat exchanger temperature detecting means arranged in the heat exchanger of the outdoor unit 21.

冷房運転時には、室外熱交換器温度検出手段２９で検出した室外熱交換温度を、暖房運転時には室内熱交換機温度検出手段２８で検出した室内熱交換機温度を負荷量とすることで、負荷量検出手段１９を新たに設けることなく、安価でかつ回転子の位置推定誤差の増加が速い状態で安定した駆動が可能な電動機駆動装置を実現することができ。   By using the outdoor heat exchanger temperature detected by the outdoor heat exchanger temperature detecting means 29 during the cooling operation and the indoor heat exchanger temperature detected by the indoor heat exchanger temperature detecting means 28 during the heating operation as the load amount, the load amount detecting means Without newly providing 19, it is possible to realize an electric motor drive device that can be stably driven at a low cost and in a state where the increase in the rotor position estimation error is fast.

以上のように、本発明の電動機駆動装置は、回転子の位置推定誤差の増加が速い状態で安定した駆動が可能となるので、位置センサレスブラシレスＤＣモータを使用する産業機器、製品等の用途にも使用できる。   As described above, the electric motor drive device of the present invention can be stably driven in a state where the increase in the rotor position estimation error is fast, so that it can be used for industrial equipment, products, and the like using the position sensorless brushless DC motor. Can also be used.

本発明の実施の形態１における電動機駆動装置のブロック図The block diagram of the electric motor drive device in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態２における電動機駆動装置のブロック図Block diagram of an electric motor drive device according to Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態３における空気調和機のブロック図The block diagram of the air conditioner in Embodiment 3 of this invention 本発明の実施の形態４における空気調和機のブロック図The block diagram of the air conditioner in Embodiment 4 of this invention 従来の電流センサレス電動機駆動装置のブロック図Block diagram of a conventional current sensorless motor drive device 従来の電流センサ付き電動機駆動装置のブロック図Block diagram of a conventional motor drive unit with a current sensor

符号の説明Explanation of symbols

２ インバータ
３ ブラシレスモータ（三相電動機）
６ 制御部
７ 電流検出手段
９ ＰＷＭ信号生成手段
１０ ベースドライバ
１１ 指令回転数演算切換え手段
１６ インバータ印加電圧検出手段
１７ 誘起電圧推定手段
１８ 回転子位置速度推定手段
１９ 負荷量検出手段 2 Inverter 3 Brushless motor (three-phase motor)
6 Control section 7 Current detection means 9 PWM signal generation means 10 Base driver 11 Command rotation speed calculation switching means 16 Inverter applied voltage detection means 17 Induced voltage estimation means 18 Rotor position speed estimation means 19 Load amount detection means

Claims (5)

三相電動機と、インバータと、前記三相電動機に流れる相電流を検出する電流検出手段と、前記インバータに接続される直流電源の直流電圧検出手段と、前記インバータが出力する電圧値と前記電流検出手段により検出される電流値とから前記電動機の誘起電圧を推定する誘起電圧推定手段と、推定された誘起電圧推定値に基づいて前記電動機の回転子磁極位置と回転速度を推定する回転子位置速度検出手段と、推定された回転子磁極位置の情報に基づき、比例積分演算により前記三相電動機の回転速度が目標の回転速度に達するために必要なトルクを発生させる目標電流と前記電流検出手段により検出される電流値とから指令電流を決定し、前記インバータを制御するＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、前記三相電動機の負荷量を検出する負荷量検出手段とから構成される電動機駆動装置において、前記負荷量検出手段で検出された負荷量が予め設定された値以上の場合、指令電流を決定する比例積分演算を比例積分微分演算に切換えることを特徴とする電動機駆動装置。 A three-phase motor, an inverter, a current detection means for detecting a phase current flowing in the three-phase motor, a DC voltage detection means of a DC power source connected to the inverter, a voltage value output from the inverter and the current detection Induced voltage estimating means for estimating the induced voltage of the motor from the current value detected by the means, and rotor position speed for estimating the rotor magnetic pole position and the rotational speed of the motor based on the estimated induced voltage estimated value Based on detection means, information on the estimated rotor magnetic pole position, a target current for generating a torque necessary for the rotation speed of the three-phase motor to reach a target rotation speed by proportional-integral calculation, and the current detection means A PWM signal generating means for determining a command current from the detected current value and generating a PWM signal for controlling the inverter, and a load amount of the three-phase motor When the load detected by the load detection means is greater than or equal to a preset value, the proportional integral calculation that determines the command current is performed as a proportional integral differential calculation. An electric motor drive device characterized by switching to 三相電動機の相電流をインバータ母線から検出する請求項１記載の電動機駆動装置。 The motor drive device according to claim 1, wherein the phase current of the three-phase motor is detected from the inverter bus. 三相電動機の相電流を電流センサを用いて検出する請求項１記載の電動機駆動装置。 The motor driving device according to claim 1, wherein the phase current of the three-phase motor is detected using a current sensor. 空気調和機の室外機に、圧縮機の吐出口と吸入口のそれぞれに冷媒の圧力を検出する圧力検出手段を備え、前記吐出口と吸入口の圧力差を三相電動機の負荷量とする、請求項１〜３記載の電動機駆動装置を用いたことを特徴とする空気調和機。 The outdoor unit of the air conditioner includes pressure detection means for detecting the pressure of the refrigerant at each of the discharge port and the suction port of the compressor, and the pressure difference between the discharge port and the suction port is set as a load amount of the three-phase motor. An air conditioner using the electric motor drive device according to claim 1. 空気調和機の室内機の熱交換器に熱交換器温度を検出する室内熱交換器温度検出手段と、室外機の熱交換器に熱交換器温度を検出する室外熱交換器温度検出手段を有し、暖房運転時には室内機に配した前記室内熱交換器温度検出手段を、冷房運転時には室外機に配した前記室外熱交換器温度検出手段を用いて、それぞれの熱交換器温度を検出し、検出した熱交換器温度を三相電動機の負荷量とする、請求項１〜３記載の電動機駆動装置を用いたことを特徴とする空気調和機。 The air conditioner indoor unit heat exchanger has an indoor heat exchanger temperature detecting means for detecting the heat exchanger temperature, and the outdoor unit heat exchanger has an outdoor heat exchanger temperature detecting means for detecting the heat exchanger temperature. In the heating operation, the indoor heat exchanger temperature detection means arranged in the indoor unit is detected, and in the cooling operation, the outdoor heat exchanger temperature detection means arranged in the outdoor unit is used to detect each heat exchanger temperature, An air conditioner using the motor drive device according to claim 1, wherein the detected heat exchanger temperature is a load amount of the three-phase motor.
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