JP2007330062A - Power generating apparatus and heat pump device using the same - Google Patents

Power generating apparatus and heat pump device using the same Download PDF

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Kazuhiko Asada
和彦 麻田
Hajime Nojima
元 野嶋
Atsushi Fujita
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure stability with respect to load torque fluctuation in a motor. <P>SOLUTION: An inverter circuit 110 is stabilized by changing a phase of output voltage in a direction where transitional speed fluctuation generated by fluctuation of a load angle of the motor 108 is absorbed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、業務用や一般家庭用や業務用の各種電気機器などに使用される動力発生装置およびヒートポンプ装置に関するものである。   The present invention relates to a power generation device and a heat pump device used for various electric appliances for business use, general household use, and business use.

従来、この種の動力発生装置は、制御手段がインバータ回路からモータに供給される電圧と電流の位相、あるいは無効電流が所定値となるように制御する(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in this type of power generation device, the control means controls so that the phase of the voltage and current supplied from the inverter circuit to the motor, or the reactive current becomes a predetermined value (see, for example, Patent Document 1).

図10は、特許文献1に記載された従来の動力発生装置のブロック図を示すものである。図10に示すように、交流電力1を整流回路2によって直流電力に変換し、インバータ回路3によってモータ4を駆動し、インバータ回路3の出力電流を電流検出手段5により検出し、無効電流が設定回転数において所定値となるように制御され、簡単な構成でありながら、モータ4の位置検知なし(位置センサレス)に正弦波駆動が行えるものであった。
特開2005−204431号公報
FIG. 10 shows a block diagram of a conventional power generator described in Patent Document 1. In FIG. As shown in FIG. 10, the AC power 1 is converted into DC power by the rectifier circuit 2, the motor 4 is driven by the inverter circuit 3, the output current of the inverter circuit 3 is detected by the current detection means 5, and the reactive current is set. The rotation speed is controlled to be a predetermined value, and the sine wave drive can be performed without detecting the position of the motor 4 (position sensorless) while having a simple configuration.
JP 2005-204431 A

しかしながら、前記従来の構成では、モータ4の負荷トルクが変化した場合にも、無効電流の値が所定値となるように、モータ4への供給電圧の大きさが制御されることにより、インバータ回路3から供給される電圧に対するモータ4のロータの位相が変化し、すなわち負荷角が変化することにより、自然的に負荷トルク変動後の動作点に追従するものとはなるが、インバータ回路3からモータ4に供給される電圧の周波数および位相に関しては、モータ4の実際の回転とは全くの独立した信号で与えられる同期電動機の動作となっているため、負荷トルクの変動前後のモータ4の回転速度には、負荷角の変化に伴う過渡的な速度変動が生ずることになり、速度と負荷角については、機構系の慣性モーメントやダンパ抵抗分などの諸定数も関係した減衰振動が発生するものとなるものであった。   However, in the conventional configuration, even when the load torque of the motor 4 changes, the magnitude of the supply voltage to the motor 4 is controlled so that the value of the reactive current becomes a predetermined value, whereby the inverter circuit The phase of the rotor of the motor 4 with respect to the voltage supplied from the motor 3 changes, that is, the load angle changes, so that the operating point after the load torque fluctuation is naturally followed. As for the frequency and phase of the voltage supplied to the motor 4, since the operation of the synchronous motor is given by a signal completely independent of the actual rotation of the motor 4, the rotational speed of the motor 4 before and after the fluctuation of the load torque This results in transient speed fluctuations accompanying changes in the load angle. The speed and load angle are also related to various constants such as the moment of inertia of the mechanical system and the damper resistance. Were those damping vibration is intended to occur.

図11は、従来の技術のモータ4が、毎分6000回転で運転されている時のトルクと負荷角δとの関係を示したものであり、無効電流値を常に1Aとなる様に、インバータ回路3からモータ4に供給される電圧の大きさを制御している条件下での特性となっている。   FIG. 11 shows the relationship between torque and load angle δ when the conventional motor 4 is operated at 6000 revolutions per minute, and the inverter is set so that the reactive current value is always 1A. The characteristic is under the condition that the magnitude of the voltage supplied from the circuit 3 to the motor 4 is controlled.

負荷トルク0.6Nmで安定に動作している動作点Aでは負荷角δは40度なっているが、この状態から、負荷トルクが0.85Nmに増加した場合には、常に無効電流値を1Aと保つことにより、モータ4の発生トルクはカーブに示すように変化するものとなり、すなわち0.85Nmをモータ4が出力するためには、負荷角δとしては52度となる必要があり、δ=40度のままではトルク不足の状態の状態で、速度が一時的に低下することによってδが増大していき、B点に移るものとなるが、B点に到達した時点では速度がかなり低めの状態となり、動作点はさらに右上に移ることになる。   The load angle δ is 40 degrees at the operating point A operating stably at a load torque of 0.6 Nm. When the load torque is increased to 0.85 Nm from this state, the reactive current value is always set to 1 A. , The generated torque of the motor 4 changes as shown in the curve, that is, in order for the motor 4 to output 0.85 Nm, the load angle δ needs to be 52 degrees, and δ = If it remains at 40 degrees, the torque is insufficient and δ increases due to a temporary decrease in speed, and moves to point B. However, when point B is reached, the speed is considerably lower. The operating point moves further to the upper right.

機構的な慣性モーメントに、同期速度に相当する運動エネルギーを与えるためには、面積S1とほぼ等しいS2が得られるC点にまで達して、一時的に負荷角δはかなり大きな値となり、その後機構的な振動を抑える抵抗分(ダンプ成分)の作用によって、減衰振動を行った後に、B点に収束するものとなる。   In order to give kinetic energy corresponding to the synchronous speed to the mechanical moment of inertia, the load angle δ temporarily becomes a considerably large value after reaching the point C at which S2 substantially equal to the area S1 is obtained, and then the mechanism By the action of the resistance component (dump component) that suppresses typical vibrations, after damped vibrations, they converge to point B.

図12は、(ア)に負荷トルク、(イ)に負荷角δの変化を示したもので、時刻t1において、負荷トルクが0.6Nmから0.85Nmにステップ状に増大すると、負荷角は前述したメカニズムで減衰振動を行うものとなる。   FIG. 12 shows the change of the load torque in (a) and the change in the load angle δ in (a). When the load torque is increased stepwise from 0.6 Nm to 0.85 Nm at time t1, the load angle is Damping vibration is performed by the mechanism described above.

ここでの減衰振動の周期は、電動機108が発生するトルクを負荷角で微分した値、すなわち傾斜を復元力とし、電動機108を含む負荷の慣性モーメントとの機構系の振動周期となり、電気系の応答期間と比較してどうしても長周期となる傾向があり、特に負荷の慣性モーメントが大きい場合などには、かなりの長周期となり、よって負荷トルク変動後、相当長時間にわたって減衰振動の現象が尾をひくという状況となる。   Here, the period of the damped vibration is a value obtained by differentiating the torque generated by the motor 108 with respect to the load angle, that is, the inclination is the restoring force, and is the vibration period of the mechanical system with the moment of inertia of the load including the motor 108. Compared to the response period, there is a tendency to have a long period. Especially when the load inertia moment is large, the period becomes quite long. It becomes a situation of pulling.

さらに、このような過渡的に大きな負荷角の条件を経る際には、その時点で脱調する可能性があり、安定な運転を持続することが困難となる場合が多々発生する。   Further, when such a condition of a transiently large load angle is passed, there is a possibility of stepping out at that time, and it is often difficult to maintain a stable operation.

特に負荷トルクが急激に増加した場合には、無効電流の値が所定値に保たれるように電圧の大きさを制御したとしても、一旦ロータが電圧に対して相当に遅れた状態、すなわち負荷角が過大な状態となり、脱調の可能性が高いものとなるという課題を有するものであった。   In particular, when the load torque increases abruptly, even if the magnitude of the voltage is controlled so that the reactive current value is maintained at a predetermined value, the rotor is once delayed considerably with respect to the voltage, that is, the load The problem was that the corners became excessive and the possibility of step-out was high.

例えば、ヒートポンプ装置の圧縮機に使用する場合、負荷トルクの変動が大きいわりに、慣性モーメントが小さいという特徴を有しているために、課題が大きいものとなり、またロータに対する電流の位相を進めた制御を行いたい場合には、無効電流の設定値を比較的小とした設定とすることになるが、その状態においては、負荷角に対する最大トルクの値が小さいものとなり、特に脱調しやすい状態となり、深刻な課題となるものであった。   For example, when used in a compressor of a heat pump device, there is a feature that the moment of inertia is small although the fluctuation of the load torque is large, so the problem becomes large, and the control that advances the phase of the current to the rotor However, in this state, the maximum torque value with respect to the load angle is small, which makes it easy to step out. It was a serious problem.

本発明は上記課題を解決するもので、負荷トルクが変動した場合に負荷角が変化することにより生ずる過渡的な速度変化を抑えることにより、例えばヒートポンプ装置の圧縮機のような、負荷トルク変動が大きい負荷を駆動する場合でも、負荷角が過大な値となって脱調することを防ぎ、簡単な構成でありながら安定な駆動が行える動力発生装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problem. By suppressing a transient speed change caused by a change in the load angle when the load torque fluctuates, the load torque fluctuation, such as a compressor of a heat pump device, is suppressed. Even when driving a large load, an object is to provide a power generation device that prevents an out-of-step due to an excessive value of the load angle and can perform a stable drive with a simple configuration.

前記課題を解決するために、本発明の動力発生装置は、永久磁石と巻線を備えた電動機と、前記電動機の速度に対応する周波数の信号を発生する発振手段を有し、前記巻線に交流電流を供給するインバータ回路を有し、前記インバータ回路は、前記電動機の負荷角の変動によって発生する過渡的な速度変動を吸収する方向に、前記発振手段の出力信号に対するインバータ回路出力電圧の位相を変化させるものである。   In order to solve the above problems, a power generation device according to the present invention includes an electric motor including a permanent magnet and a winding, and an oscillating unit that generates a signal having a frequency corresponding to the speed of the electric motor. An inverter circuit for supplying an alternating current, wherein the inverter circuit absorbs a transient speed fluctuation caused by a fluctuation in a load angle of the electric motor and absorbs a phase of an inverter circuit output voltage with respect to an output signal of the oscillation means. Is something that changes.

これによって、電動機の負荷トルクが変動した場合には、負荷角の変動は生じるが、インバータ回路は、前記負荷角の変動によって過渡的に発生する速度の変動を抑える方向に電圧位相を変化させることにより、負荷トルクの変動後に生ずる負荷角および速度の減衰振動を低減することができ、脱調の可能性を十分に低くし、安定な運転を行うことができるものとなる。   As a result, when the load torque of the motor fluctuates, the load angle fluctuates, but the inverter circuit changes the voltage phase in such a direction as to suppress the speed fluctuation that occurs transiently due to the load angle fluctuation. As a result, it is possible to reduce the damping vibration of the load angle and speed that occurs after the fluctuation of the load torque, sufficiently reduce the possibility of step-out, and perform stable operation.

本発明は、簡単な構成でありながら、負荷トルクの変動による脱調の可能性を抑え、安定性の高い動力発生装置を実現することができるものとなる。   Although the present invention has a simple configuration, the possibility of step-out due to fluctuations in load torque is suppressed, and a highly stable power generation device can be realized.

第1の発明は、永久磁石と巻線を備えた電動機と、前記電動機の速度に対応する周波数の信号を発生する発振手段を有し、前記巻線に交流電流を供給するインバータ回路を有し、前記インバータ回路は、前記電動機の負荷角の変動によって発生する過渡的な速度変動を吸収する方向に、前記発振手段の出力信号に対するインバータ回路出力電圧の位相を変化させることにより、負荷トルクの変動後に生ずる負荷角および速度の減衰振動を低減することができ、脱調の可能性を十分に低くし、安定な運転を行うことができるものとなる。   1st invention has an inverter circuit which has an electric motor provided with a permanent magnet and a coil, an oscillation means which generates a signal of a frequency corresponding to the speed of the motor, and supplies an alternating current to the coil The inverter circuit changes the load torque fluctuation by changing the phase of the inverter circuit output voltage with respect to the output signal of the oscillating means in a direction to absorb the transient speed fluctuation caused by the fluctuation of the load angle of the electric motor. It is possible to reduce the damped vibration of the load angle and speed that occur later, and to sufficiently reduce the possibility of step-out and perform stable operation.

第2の発明は、永久磁石と巻線を備えた電動機と、前記巻線に交流電流を供給するインバータ回路を有し、前記インバータ回路は、前記電動機の速度に対応する周波数を出力する発振手段と前記発振手段の位相をシフトする位相シフト手段を有し、前記インバータ回路は、前記電動機に供給される無効電流が所定の値となるように、前記電動機に供給する電圧を制御するともに、前記巻線に供給する電圧位相を前記位相シフト手段の出力に応じた値とすることにより、位置センサレスでベクトル制御と同等の性能が得られ、負荷トルクの変動に対しても安定性の高い運転が行えるものとなる。   2nd invention has an electric motor provided with the permanent magnet and the coil | winding, and the inverter circuit which supplies an alternating current to the said coil | winding, The said inverter circuit is an oscillation means which outputs the frequency corresponding to the speed of the said motor And a phase shift means for shifting the phase of the oscillating means, and the inverter circuit controls the voltage supplied to the electric motor so that the reactive current supplied to the electric motor becomes a predetermined value. By setting the voltage phase supplied to the windings to a value corresponding to the output of the phase shift means, performance equivalent to vector control can be obtained without a position sensor, and operation with high stability against load torque fluctuations can be achieved. It can be done.

第3の発明は、特に、第2の発明の位相シフト手段を、電動機に供給する電圧が高いほど、進相させることにより、比較的簡単な構成でありながら負荷トルクの変動時に発生する負荷角の変動に伴う脱調を効果的に防止することができるものとなる。   In particular, the third aspect of the invention provides a phase shift means of the second aspect of the invention that is advanced in phase as the voltage supplied to the motor is higher, so that the load angle generated when the load torque fluctuates while having a relatively simple configuration. It is possible to effectively prevent the step-out associated with the fluctuations of.

第4の発明は、特に、第2の発明の発振手段が、電動機に供給する有効電流が所定値となるように出力周波数を制御することにより、負荷トルク変動が特に大きい場合においても、電動機の実際の速度に応じた駆動制御が行われるものとなり、より安定性の高い運転が可能となるものとなる。   In the fourth aspect of the invention, in particular, the oscillation means of the second aspect of the invention controls the output frequency so that the effective current supplied to the electric motor becomes a predetermined value, so that even when the load torque fluctuation is particularly large, Drive control according to the actual speed is performed, and more stable operation is possible.

第5の発明は、特に、第4の発明の構成に加え、電動機の速度の設定値を出力する速度設定手段を有し、発振手段の出力周波数が、前記速度設定手段の出力と等しくなるように、有効電流の所定値を変化させることにより、負荷トルク変動が特に大きい場合においても、高い安定性を実現するとともに、設定速度に実際の電動機の速度が近くなるように速度制御を精度良く行うことができるものとなる。   In particular, the fifth invention has speed setting means for outputting a set value of the speed of the electric motor in addition to the configuration of the fourth invention, so that the output frequency of the oscillation means becomes equal to the output of the speed setting means. In addition, by changing the predetermined value of the effective current, even when the load torque fluctuation is particularly large, high stability is achieved, and speed control is performed with high accuracy so that the actual motor speed is close to the set speed. Will be able to.

第6の発明は、特に、第1から第5のいずれかの発明の動力発生装置を有する圧縮機と、冷媒と、熱交換器を有し、前記動力発生装置は前記冷媒を圧縮し、前記熱交換器は前記冷媒により熱交換を行うヒートポンプ装置を構成することにより、比較的簡単な構成でありながらも、負荷変動が大きく、慣性モーメントが小さい圧縮機を用いた場合でも、脱調がなく、十分な駆動の安定性が確保できるものとなる。   In particular, the sixth invention includes a compressor having the power generation device according to any one of the first to fifth inventions, a refrigerant, and a heat exchanger, wherein the power generation device compresses the refrigerant, By configuring a heat pump device that performs heat exchange with the refrigerant, the heat exchanger has a relatively simple configuration, but there is no out-of-step even when using a compressor with large load fluctuation and small moment of inertia. Thus, sufficient driving stability can be ensured.

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動力発生装置のブロック図である。図1において、回転子101は、永久磁石102a、102b、102c、102dを有し、固定子104は、3相の巻線105、106、107を備えた形で、電動機108が構成されており、巻線105、106、107に交流電流を供給するインバータ回路110が接続されたものとなっている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of a power generation device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a rotor 101 has permanent magnets 102a, 102b, 102c, and 102d, and a stator 104 has a three-phase winding 105, 106, and 107, and an electric motor 108 is configured. The inverter circuit 110 that supplies an alternating current to the windings 105, 106, and 107 is connected.

ここで、永久磁石102a、102b、102c、102dは、いずれも希土類であるネオジウムを用いたもので、磁性体製の回転子101内に埋め込んで設けていることから、電流位相をq軸に対して進角させた状態で、リラクタンストルクも併用しながら、効率良く運転がなされるものとしているが、特に埋込磁石とすることがどうしても必要というものであるわけではなく、表面磁石形の回転子構成としてもかまわない。   Here, the permanent magnets 102a, 102b, 102c, and 102d are all made of rare earth neodymium and are embedded in the rotor 101 made of a magnetic material. In this state, the revolving torque is used together with the reluctance torque, so that it can be operated efficiently. However, it is not absolutely necessary to use an embedded magnet. It does not matter as a configuration.

インバータ回路110は、電動機108の速度に対応する周波数の信号を発生する発振手段111、発振手段111の出力信号をカウントし、電気角を1度の分解能でカウントする電気角カウンタ112、発振手段111から電気角カウンタ112によってカウントされた電気角に加算することにより、位相をシフトする位相シフト手段113を設けており、位相シフト手段113は、アンプ114、加算手段115によって構成したものを用いたもので出力信号としてθを出力するものとなっている。   The inverter circuit 110 generates an oscillation unit 111 that generates a signal having a frequency corresponding to the speed of the electric motor 108, counts an output signal of the oscillation unit 111, and counts an electrical angle with a resolution of 1 degree, and an oscillation unit 111. Is added to the electrical angle counted by the electrical angle counter 112 to provide a phase shift means 113 for shifting the phase, and the phase shift means 113 uses an amplifier 114 and an addition means 115. Thus, θ is output as an output signal.

回転変換手段118は、0から360度の範囲内で変化するθ信号を受けるとともに、Va入力から各相の巻線105、106、107へと出力する電圧の大きさに対応し、電気角θの位相に応じた瞬時値を、Vu、Vv、Vwの各信号として、PWMインバータ119に出力するものとなっており、PWMインバータ119は、15.625kHz、すなわち64マイクロ秒周期の三角波のキャリア信号と、デジタル的にマグニチュード・コンペアすることにより、PWM変調をかけ、3相6石構成のインバータを適度なデッドタイムを含む駆動信号にて、オンオフ制御することにより、働かせるものとなっている。   The rotation conversion means 118 receives a θ signal that changes within a range of 0 to 360 degrees, and corresponds to the magnitude of the voltage output from the Va input to the windings 105, 106, 107 of each phase, and the electrical angle θ The instantaneous value corresponding to the phase of the signal is output to the PWM inverter 119 as each signal of Vu, Vv, and Vw. The PWM inverter 119 is 15.625 kHz, that is, a triangular wave carrier signal having a period of 64 microseconds. By digitally comparing the magnitude, PWM modulation is performed, and an inverter having a three-phase, six-stone structure is turned on and off with a drive signal including an appropriate dead time.

PWMインバータ119は、3相の各出力電流を、電流検知手段121によって検知するものとなっており、電流検知手段121の具体構成としては、従来の技術でも用いていた低電位側の3個のスイッチング素子のエミッタ端子に直列に接続した3本の抵抗に発生する電圧を、それぞれのスイッチング素子のオン期間中に検知して、各相の電流値Iu、Iv、Iwのそれぞれを検知するものとしているが、このような構成以外にも、例えばDCCTと呼ばれるような、直流電流成分からの周波数特性を持った磁気式の電流検知部品を用いる構成、あるいは3個の低電位側スイッチング素子のエミッタ端子を共通に接続した上で、低電位側の直流入力端子との間に接続した1個の電流検知用の抵抗の電圧を所定のタイミングで検知することにより、3相の各相の電流値を検出するものなども用いることができるものである。   The PWM inverter 119 detects each of the three-phase output currents by the current detection means 121. As a specific configuration of the current detection means 121, there are three low-potential-side elements used in the prior art. The voltage generated in the three resistors connected in series to the emitter terminal of the switching element is detected during the ON period of each switching element, and the current values Iu, Iv, Iw of each phase are detected. However, in addition to such a configuration, for example, a configuration using magnetic current detection parts having frequency characteristics from a direct current component, such as DCCT, or the emitter terminals of three low potential side switching elements Are connected in common, and the voltage of one current detection resistor connected between the DC input terminal on the low potential side is detected at a predetermined timing. Ri, in which like can also be used that detects a current value of each phase of the three phases.

電流検知手段121によって検知された3相の各電流Iu、Iv、Iwは、無効電流検知手段122に入力され、同時に入力されたθ値に応じた三角関数との乗算処理を行った結果として、電動機108に入力された電圧ベクトルと直交する成分の電流、すなわち無効電流Irの値を割り出すものとなっている。   The three-phase currents Iu, Iv, and Iw detected by the current detection unit 121 are input to the reactive current detection unit 122, and as a result of performing a multiplication process with a trigonometric function according to the simultaneously input θ value, The current of the component orthogonal to the voltage vector input to the electric motor 108, that is, the value of the reactive current Ir is calculated.

一方、無効電流設定手段124は、駆動する速度における電動機108の負荷トルクの範囲をカバーでき、かつ電動機108が、高効率が実現できる無効電流の値を設定して出力するものであり、本実施の形態においては、1Aの無効電流値Ir*として設定されているものとなっている。   On the other hand, the reactive current setting means 124 is capable of covering the range of the load torque of the electric motor 108 at the driving speed and setting and outputting the value of the reactive current that allows the electric motor 108 to realize high efficiency. In this embodiment, the reactive current value Ir * of 1 A is set.

減算手段125は、無効電流設定手段124の出力Ir*と、無効電流検知手段122の出力Irとの差を求めるもので、その差はPIアンプ127によって、比例要素と時間積分要素で誤差増幅され、Va値として回転変換手段118に出力される構成となっている。   The subtracting means 125 obtains the difference between the output Ir * of the reactive current setting means 124 and the output Ir of the reactive current detection means 122, and the difference is amplified by the PI amplifier 127 by a proportional element and a time integration element. , Va value is output to the rotation conversion means 118.

以上の構成により、本実施の形態のインバータ回路110は、電動機108に供給される無効電流Irが所定の値Ir*となるように、電動機108に供給する電圧の大きさVaが制御されるものとなり、さらに、巻線105、106、107に供給する電圧位相に関しては、アンプ114の出力θxが加わることから、位相シフト手段113の出力θ(=θ0+θx)に応じた電気角となる。   With the above configuration, the inverter circuit 110 according to the present embodiment controls the voltage Va supplied to the electric motor 108 so that the reactive current Ir supplied to the electric motor 108 becomes a predetermined value Ir *. Further, regarding the voltage phase supplied to the windings 105, 106, 107, since the output θx of the amplifier 114 is added, the electrical angle corresponds to the output θ (= θ0 + θx) of the phase shift means 113.

θxについては、本実施の形態では、インバータ回路110から電動機108の巻線105、106、107に供給される電圧の大きさVaをアンプ114入力して、その値が高いほど大きな値をθxとして出力するものとしていることから、位相シフト手段113は、電動機108に供給する電圧が高いほど、大きく進相させることになる。   As for θx, in this embodiment, the magnitude Va of voltage supplied from the inverter circuit 110 to the windings 105, 106, 107 of the electric motor 108 is input to the amplifier 114, and the larger the value is, the larger the value is θx. Since the output is made, the phase shift means 113 advances the phase greatly as the voltage supplied to the electric motor 108 is higher.

図2は、本実施の形態における位相シフト手段113の動作波形図であり、(ア)は電気角カウンタ112の出力信号θ0、(イ)は位相シフト手段113の出力信号θ、(ウ)はPWMインバータ119から出力されるU相の電圧Vuの波形を示している。   FIG. 2 is an operation waveform diagram of the phase shift means 113 in the present embodiment. (A) is the output signal θ0 of the electrical angle counter 112, (A) is the output signal θ of the phase shift means 113, and (C) is the output signal θ. The waveform of the U-phase voltage Vu output from the PWM inverter 119 is shown.

Vuはθ信号に対してSIN関数を施した波形となっているが、Vv、Vwについては、それぞれVuと同一の振幅であって、位相が120度、240度遅れた正弦波の波形となっている。   Vu has a waveform obtained by performing a SIN function on the θ signal, but Vv and Vw have the same amplitude as Vu, respectively, and are sine wave waveforms with phases delayed by 120 degrees and 240 degrees, respectively. ing.

このように3相の電圧を、位相をずらせた正弦波としていることにより、線間電圧(U−V間、V−W間、W−U間)についても、すべてほぼ正弦波となるものとしているが、例えば2相変調や、3次高調波、3n次高調波の重畳なども一般に用いられており、電圧の利用率が向上するなどの効果があることから、そのような波形を出力するようにしてもよく、いずれにしても、3相の巻線105、106、107にはほぼ正弦波の電圧が印加され、電流波形に関しても、比較的歪みの少ない波形が得られるものとなる。   As described above, since the three-phase voltages are sine waves whose phases are shifted, the line voltages (U-V, V-W, and W-U) are all substantially sine waves. However, for example, two-phase modulation, superposition of 3rd order harmonics, 3n order harmonics, etc. are generally used, and such a waveform is output because of the effect of improving the voltage utilization rate. In any case, an almost sinusoidal voltage is applied to the three-phase windings 105, 106, and 107, and a waveform with relatively little distortion can be obtained with respect to the current waveform.

図3は、電動機108を毎分6000回転で運転している状態における、無効電流Irの値を一定に保った場合の電動機108の発生トルクと、負荷角δ(無負荷誘導起電力と端子電圧、両ベクトルの位相差となる)との関係を示したグラフである。   FIG. 3 shows the torque generated by the motor 108 and the load angle δ (no-load induced electromotive force and terminal voltage when the reactive current Ir is kept constant in a state where the motor 108 is operated at 6000 rpm. It is a graph showing the relationship between the two vectors.

なお、本実施の形態においては、永久磁石102a、102b、102c、102dを電動機108の回転子101内に埋め込んだ構成としていることから、q軸インダクタンスとd軸インダクタンスとの差によるリラクタンストルクが加味された発生トルクが示されているものとなっている。   In the present embodiment, since the permanent magnets 102a, 102b, 102c, and 102d are embedded in the rotor 101 of the electric motor 108, reluctance torque due to the difference between the q-axis inductance and the d-axis inductance is taken into account. The generated torque is shown.

無効電流Irの値を1Aに保った場合、曲線mで示される様に最大1.25Nmのトルクのピークがδ=73[度]程度に存在する特性となり、無効電流の設定値を加減した場合には、それぞれ0A、0.5A、1.5A(いずれも破線)で示すようなカーブとなる。   When the value of the reactive current Ir is kept at 1 A, the peak of the torque of 1.25 Nm is present at about δ = 73 [degrees] as shown by the curve m, and the reactive current set value is adjusted Are curves as indicated by 0A, 0.5A, and 1.5A (all broken lines), respectively.

ピークトルク(最大トルク)の値は、無効電流を大きくするほど大きくなり、トルクのピークの負荷角についても無効電流の値が大きい方が大きいという特性となっている。   The value of the peak torque (maximum torque) increases as the reactive current is increased, and the torque peak load angle is larger as the reactive current value is larger.

負荷トルクが0.6Nmで安定して運転している場合には、A点で示される動作点での動作となるが、0.85Nmに負荷トルクが増加した場合には、B点に動作点が移ることになり、負荷角δが40度から52度に、その差12度分が増大するものとなる。   When the load torque is stably operated at 0.6 Nm, the operation is performed at the operating point indicated by the point A, but when the load torque is increased to 0.85 Nm, the operating point is operated at the point B. As a result, the load angle δ increases from 40 degrees to 52 degrees, and the difference increases by 12 degrees.

よって、電動機108に供給される電圧の位相が不変である場合には、A点からB点に移ることによる負荷角δの増加を起こすため過渡的に速度の低下が起こることになるが、これが従来の技術で述べた負荷角と速度における(減衰しながらの)振動の現象が発生する原因となる。   Therefore, when the phase of the voltage supplied to the motor 108 is not changed, the load angle δ increases due to the shift from the point A to the point B, so that the speed decreases transiently. This causes the phenomenon of vibration (with damping) at the load angle and speed described in the prior art.

図4は、図3と同等の条件、すなわち毎分6000回転で、無効電流1Aに保った状態における、電動機108に供給される電圧Vaとトルクとの関係を示した特性グラフであり、同期機として通常使用する範囲(トルクのピーク点よりも負荷角が小の範囲)においては、トルクが増大するほどVaが大となるという特性となっており、前述した動作点AからBに移った場合には、Vaの値は、77Vから110Vに増大するものとなる。   FIG. 4 is a characteristic graph showing the relationship between the voltage Va and the torque supplied to the electric motor 108 under the same conditions as in FIG. 3, that is, in a state where the reactive current is kept at 1 A at 6000 rpm. In the range normally used (the range where the load angle is smaller than the peak point of torque), Va increases as the torque increases. In this case, the value of Va increases from 77V to 110V.

したがって、本実施の形態においては、無効電流を所定値となる1Aに保った状態で、電圧の大きさVaに対するインバータ回路110からの出力電圧位相を変化させる構成とすることにより、負荷トルク変動によって生ずる振動現象を防止する構成としている。   Therefore, in the present embodiment, by changing the output voltage phase from the inverter circuit 110 with respect to the voltage magnitude Va in a state where the reactive current is kept at 1A which is a predetermined value, The structure prevents the vibration phenomenon that occurs.

図5は、本実施の形態のアンプ114の特性を示すグラフであり、入力された電動機108への電圧設定値Vaに対する位相シフト値θxが変化するものとしており、Va値が77Vから110Vに増加する状態を受けて、アンプ114から出力されるθx値は、40度から52度へと、その差12度分だけ増加するものとなっており、すなわち位相シフト手段113は、電動機108に供給する電圧Vaが高いほど、進相させる特性を実現したものとなっている。   FIG. 5 is a graph showing the characteristics of the amplifier 114 of the present embodiment. The phase shift value θx with respect to the voltage setting value Va applied to the electric motor 108 changes, and the Va value increases from 77V to 110V. In response to this state, the θx value output from the amplifier 114 is increased from 40 degrees to 52 degrees by the difference of 12 degrees, that is, the phase shift means 113 supplies the motor 108 with the difference. The higher the voltage Va, the higher the phase advance characteristic.

なお、本実施の形態においては、電圧Vaとシフト位相θxとの関係は、ほぼ1本の直線状の関数で定めているものとなっているが、必要であればカーブを持たせても良く、また速度に応じて複数のカーブに切り替えるものとしても良く、また単にVaの瞬時値の関数としてθxを定めるだけでなく、時間積分要素を加えたPI特性を持たせたものなどとしても良い。   In the present embodiment, the relationship between the voltage Va and the shift phase θx is determined by a substantially linear function, but if necessary, a curve may be provided. Further, it is possible to switch to a plurality of curves according to the speed, or not only to determine θx as a function of the instantaneous value of Va, but also to have a PI characteristic to which a time integration element is added.

以上の構成により、本実施の形態においては、図3に示した動作点が、A点からB点に移った場合にも負荷角δは12度増加するが、電圧の位相が12度進相することになることから、過渡的な速度の低下は発生せず、あたかも図3のカーブeの点Eに移ったのと同様の特性が得られるものとなる。   With the above configuration, in the present embodiment, even when the operating point shown in FIG. 3 moves from point A to point B, the load angle δ increases by 12 degrees, but the voltage phase is advanced by 12 degrees. As a result, a transient decrease in speed does not occur, and the same characteristics as if moving to the point E of the curve e in FIG. 3 can be obtained.

このように、負荷トルクの変動が生じた際には負荷角は変動するものとなるが、本実施の形態においては、位相シフト手段113による電圧位相の変化がなされるため、結果として負荷トルク変動に伴う過渡的な速度の変動が抑えられ、速度が元の速度(すなわち同期速度)に追いつくように加速と減速を繰り返すという振動が大幅に低減されるものとなり、すなわち電動機108の負荷角δの変動によって発生する過渡的な速度変動を吸収する方向に、発振手段111の出力信号に対するインバータ回路出力電圧の位相が変化されるものとなる。   As described above, when the load torque fluctuates, the load angle fluctuates. However, in the present embodiment, the voltage phase is changed by the phase shift means 113. As a result, the load torque fluctuation is changed. As a result, the fluctuation of the transient speed is suppressed, and the vibration of repeating acceleration and deceleration so that the speed catches up to the original speed (that is, the synchronous speed) is greatly reduced, that is, the load angle δ of the motor 108 is reduced. The phase of the inverter circuit output voltage with respect to the output signal of the oscillating means 111 is changed in a direction to absorb the transient speed fluctuation generated by the fluctuation.

特に本実施の形態においては、無効電流の値を所定値1Aになるように、電圧値Vaの制御を行うことから、ほぼ正弦波の電流波形で位置センサレスでの運転が可能となり、無効電流Irの設定値を適切に設定することにより、ベクトル制御とほぼ同様、d−q平面上での電流ベクトルを、電動機108が効率良く運転できる位相に保つということも可能となり、比較的簡単な構成でありながら、大きな効果が得られるものとなっている。   In particular, in the present embodiment, the voltage value Va is controlled so that the value of the reactive current becomes the predetermined value 1A. Therefore, the operation without the position sensor can be performed with a substantially sine wave current waveform, and the reactive current Ir By appropriately setting the set value, it is possible to keep the current vector on the dq plane in a phase that allows the motor 108 to operate efficiently, as in vector control, with a relatively simple configuration. Nevertheless, a great effect can be obtained.

しかしながら、無効電流を所定値に保つことがどうしても必要というものでもなく、例えば力率を所定値とする、すなわちインバータ回路110から電動機108に入力される電圧と、電流ベクトルとの位相差が一定になるように制御する構成などでも良く、更にまた、古来から伝わる同期電動機のように、あらかじめ定めた一定の電圧Va値で駆動するものなどであっても良いが、いずれの場合においても、負荷角δが負荷トルクの変動に伴って変化していくものとなることから、負荷角δの変動によって発生する過渡的な速度変動を吸収する方向に、発振手段111からの出力信号に対するインバータ回路出力電圧の位相を変化させるという構成は、負荷変動時の負荷角や速度の振動を低減し、脱調を抑える構成として、有効に作用するものとなる。   However, it is not absolutely necessary to keep the reactive current at a predetermined value. For example, the power factor is set to a predetermined value, that is, the phase difference between the voltage input from the inverter circuit 110 to the motor 108 and the current vector is constant. It may be configured so as to be controlled, and further, it may be driven by a predetermined voltage Va value as in the case of a synchronous motor transmitted from ancient times. Since δ changes with the fluctuation of the load torque, the inverter circuit output voltage with respect to the output signal from the oscillating means 111 in the direction of absorbing the transient speed fluctuation caused by the fluctuation of the load angle δ. The configuration that changes the phase of the motor works effectively as a configuration that reduces vibration of the load angle and speed when the load fluctuates and suppresses step-out. It becomes.

図6は、本実施の形態における(ア)負荷トルク、(イ)負荷角δ、(ウ)電圧シフト位相θxの波形を示したものであり、時刻t1において、負荷トルクが0.6Nmから0.85にステップ状に変化した場合を示しているものとなっている。   FIG. 6 shows the waveforms of (a) load torque, (b) load angle δ, and (c) voltage shift phase θx in the present embodiment. At time t1, the load torque is reduced from 0.6 Nm to 0. .85 shows a case where the step changes.

t1において、負荷トルクが増加した直後、負荷角δが増加し始めると、無効電流を一定とする制御が行われる結果、すみやかに電圧Vaが上昇するのに従って、位相シフト手段113は、θxを短時間に40度からほぼ52度へと増大するため、電圧位相が進角し、負荷角δの増大が生じても、過渡的な速度の低下を起こさずに、引き続き必要な0.85Nmのトルクを発生させることができ、その後の速度と負荷角δの減衰しながらの振動も、ほぼ零に抑えることができるものとなる。   When the load angle δ starts to increase immediately after the load torque increases at t1, as a result of the control to keep the reactive current constant, the phase shift means 113 shortens θx as the voltage Va increases promptly. Since it increases from 40 degrees to almost 52 degrees in time, even if the voltage phase advances and the load angle δ increases, the required torque of 0.85 Nm continues without causing a transient decrease in speed. Then, the vibration while the speed and the load angle δ are attenuated can be suppressed to almost zero.

よって、過渡的な大きな負荷角δでの動作点を通過することも無いので、脱調の可能性も非常に低くに抑えることが可能となり、極めて安定な動作ができるものとなる。   Therefore, since the operating point at a transient large load angle δ is not passed, the possibility of step-out can be suppressed to a very low level, and an extremely stable operation can be performed.

ちなみに、図7は、図6とは逆に位相シフト手段113の特性を、負荷角大、Va値大において、位相を遅らせるようにした場合における(ア)負荷トルク、(イ)負荷角δ、(ウ)θxであるが、このようにした場合には、従来の技術よりも負荷角、および速度の減衰振動が大きくなってしまうことになる。   Incidentally, in contrast to FIG. 6, FIG. 7 shows (a) load torque, (b) load angle δ, when the phase shift means 113 is configured to delay the phase when the load angle is large and the Va value is large. (C) Although it is θx, when this is done, the load angle and the damped vibration of the speed will be larger than in the prior art.

(実施の形態2)
図8は、本発明の第2の実施の形態における動力発生装置のインバータ回路129のブロック図である。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a block diagram of an inverter circuit 129 of the power generation device according to the second embodiment of the present invention.

図8においては、インバータ回路129の出力UVWからの接続は記載されていないが、実施の形態1と同様の電動機108が接続されているものとなっている。図8において、有効電流Iaと無効電流Irの両者を検知できる3相/2相変換手段130が設けられており、電気角θの三角関数を、Iu、Iv、Iwにマトリクス計算することにより、電動機108に印加する電圧と同相成分と直交成分とに分解して出力することで、有効電流と無効電流とに成分を分解しながら出力を行うものとなっている。   In FIG. 8, connection from the output UVW of the inverter circuit 129 is not described, but the same electric motor 108 as in the first embodiment is connected. In FIG. 8, a three-phase / two-phase conversion means 130 capable of detecting both the effective current Ia and the reactive current Ir is provided, and the trigonometric function of the electrical angle θ is matrix-calculated into Iu, Iv, and Iw, The voltage applied to the electric motor 108 is decomposed into an in-phase component and a quadrature component and output, so that the output is performed while the component is decomposed into an effective current and a reactive current.

この内、無効電流Irの信号出力については、実施の形態1と同様に、無効電流設定手段124の出力Ir*との誤差から電動機108への印加電圧の大きさVaの設定値を出力するものとなっている。   Among these, as for the signal output of the reactive current Ir, as in the first embodiment, the set value of the magnitude Va of the voltage applied to the motor 108 is output from the error from the output Ir * of the reactive current setting means 124. It has become.

一方、有効電流Iaに関しては、本実施の形態の場合には、電動機108のトルクの状況を感知する値という意味合いを有したものとなっており、発振手段131は、有効電流設定手段132とIa値との差、すなわち誤差を減算器133によって算出した値を入力することにより、周波数ω0が設定されるものとなっており、したがって、発振手段131は、電動機108に供給する有効電流Iaが所定値Ia*と等しくなるように出力周波数ω0を制御するものとなっている。   On the other hand, in the case of the present embodiment, the effective current Ia has a meaning of a value that senses the state of the torque of the electric motor 108, and the oscillation means 131 includes the effective current setting means 132 and Ia. The frequency ω0 is set by inputting a difference from the value, that is, a value obtained by calculating the error by the subtracter 133. Therefore, the oscillation means 131 has an effective current Ia supplied to the motor 108 having a predetermined value. The output frequency ω0 is controlled to be equal to the value Ia *.

またその上で、さらに電動機108の速度の設定値ω*を出力する速度設定手段135が設けられ、実際の速度に相当する発振手段131の出力周波数ω0との差、すなわち速度誤差を減算器136にて算出し、その差によって有効電流設定手段132は、有効電流の設定値Ia*を出力するようにしていることから、結果として、電動機108の速度、すなわち発振手段131の出力周波数ω0は、速度設定手段135の出力ω*と等しくなるように、有効電流Iaが制御されるものとなる。   In addition, speed setting means 135 for outputting the set value ω * of the speed of the electric motor 108 is further provided, and the difference from the output frequency ω 0 of the oscillation means 131 corresponding to the actual speed, that is, the speed error is subtracted 136. Since the effective current setting means 132 outputs the set value Ia * of the effective current based on the difference, the speed of the motor 108, that is, the output frequency ω0 of the oscillation means 131 is obtained as a result. The effective current Ia is controlled so as to be equal to the output ω * of the speed setting means 135.

よって、本実施の形態においては、構成の面では、実施の形態1と比較して若干複雑なものとはなるが、速度の設定値ω*に制御されるものとなり、かつ古来からある同期電動機のような、電動機の動作状態とは無関係である電圧、周波数を持った交流電源に接続されている状態とは大きく異なり、負荷トルクなどの状況に合わせた、負荷への柔軟な対応がなされるものとなるため、負荷トルクの急変などの状況変化に対しても、より以上に対応性が優れたものとなり、脱調などの問題を引き起こす可能性を根絶することができるものとなる。   Therefore, in the present embodiment, the configuration is slightly more complicated than that in the first embodiment, but the speed is controlled by the set value ω *, and the synchronous motor that has been used for a long time is used. Unlike the state of being connected to an AC power supply having a voltage and frequency that is irrelevant to the operating state of the motor, the load can be flexibly adapted to the situation such as load torque. Therefore, even a situational change such as a sudden change in load torque becomes even more excellent, and the possibility of causing problems such as step-out can be eradicated.

(実施の形態3)
図9は、本発明の第3の実施の形態におけるヒートポンプ装置のブロック図である。図9において、動力発生装置155は、実施の形態1に述べたものを用いており、圧縮機156は、動力発生装置155の電動機108の出力軸に接続されたシリンダ160を回転させることにより、代替フロン134aを用いた冷媒157を圧縮するものとなっている。
(Embodiment 3)
FIG. 9 is a block diagram of a heat pump apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 9, the power generation device 155 uses the one described in the first embodiment, and the compressor 156 rotates the cylinder 160 connected to the output shaft of the electric motor 108 of the power generation device 155. The refrigerant 157 using the alternative chlorofluorocarbon 134a is compressed.

圧縮機156によって圧縮された冷媒157は、凝縮器とも呼ばれる熱交換器161にて、通過する空気を加熱し、その後膨張弁162によって減圧され低温となった状態で、蒸発器とも呼ばれる熱交換器163にて、通過する空気から熱を奪い取り、気化した冷媒157は、再び圧縮機156によって圧縮されるという冷凍サイクルなどと呼ばれる状態の構成となっており、吸気管165から流入した空気は、熱交換器163で冷却され、その後、熱交換器161にて加熱されて吹き出し管166から出てくるものとなるが、熱交換器163を通過した時点で、通過する空気に含まれている水分が結露し、生じた水は排水管167から出ていくものとなるため、除湿動作を行う結果となる。   The refrigerant 157 compressed by the compressor 156 heats the air passing therethrough in a heat exchanger 161 also called a condenser, and is then reduced in pressure by the expansion valve 162 to become a low temperature. At 163, the refrigerant 157 that takes heat from the passing air and is vaporized is compressed again by the compressor 156, and is in a state called a refrigeration cycle. The air flowing from the intake pipe 165 It is cooled by the exchanger 163, and then heated by the heat exchanger 161 and comes out of the blower tube 166, but when it passes through the heat exchanger 163, the moisture contained in the passing air is reduced. Since the dew condensation and the generated water are discharged from the drain pipe 167, the dehumidifying operation is performed.

ただし、冷媒157の種類としては、フロンや代替フロンに限定されるものではなく、例えば炭酸ガスなどを超臨界条件にまで圧縮して使用するものなどであってもかまわず、その場合には、熱交換器161については、ガスクーラーなどと呼ばれる構成のものが使用されることもある。   However, the type of the refrigerant 157 is not limited to chlorofluorocarbon or alternative chlorofluorocarbon. For example, the refrigerant 157 may be used by compressing carbon dioxide gas to a supercritical condition. About the heat exchanger 161, the thing of a structure called a gas cooler etc. may be used.

このような圧縮機156においては、シリンダ160の構成が例えば2ピストン構成など呼ばれるようなもので、電動機108から見ると、回転角度に対するトルク変動分が大きい負荷特性を示すものとなるケースが多い。   In such a compressor 156, the configuration of the cylinder 160 is called, for example, a two-piston configuration, and when viewed from the electric motor 108, there are many cases in which a load characteristic with a large torque fluctuation with respect to the rotation angle is exhibited.

よって、負荷トルクの変動に対しての電圧位相の変化を設けた実施の形態1に示した動力発生装置155を備えたものとすることによって、負荷角や速度の振動を防ぐという効果が上げられ、脱調などの問題がなく、安定性の高い運転が可能となるものとなる。   Therefore, the provision of the power generation device 155 shown in the first embodiment provided with a change in voltage phase with respect to a change in load torque can increase the effect of preventing load angle and speed vibrations. Therefore, there is no problem such as step-out, and stable operation is possible.

以上のように、本発明にかかる動力発生装置は、インバータ回路が、電動機の負荷角の変動によって発生する過渡的な速度変動を吸収する方向に、発振手段の出力信号に対するインバータ回路出力電圧の位相を変化させることにより、負荷トルクの変動後に生ずる負荷角および速度の減衰振動を低減することができ、脱調の可能性を十分に低くし、安定な動力発生装置が提供できるものとなる。   As described above, in the power generation device according to the present invention, the phase of the inverter circuit output voltage with respect to the output signal of the oscillating means is such that the inverter circuit absorbs the transient speed fluctuation caused by the fluctuation of the load angle of the motor. By changing, the load angle and speed damped oscillations that occur after fluctuations in the load torque can be reduced, the possibility of step-out can be reduced sufficiently, and a stable power generator can be provided.

本発明の実施の形態1における動力発生装置のブロック図1 is a block diagram of a power generation device according to Embodiment 1 of the present invention. (ア)同、動力発生装置の位相シフト手段の電気カウンタの信号波形図(イ)同、位相シフト手段の信号波形図(ウ)同、U相の電圧波形図(A) Signal waveform diagram of the electric counter of the phase shift means of the power generation device (A) Signal waveform diagram of the phase shift means (C) Voltage waveform diagram of the U phase 同、動力発生装置の負荷角とトルクの特性グラフSame as above, load angle and torque characteristics graph of power generator 同、動力発生装置の電圧Vaとトルクの特性グラフSame as above, voltage Va and torque characteristics graph of power generator 同、動力発生装置の位相シフト手段113の特性グラフSame as above, characteristic graph of phase shift means 113 of power generator (ア)同、動力発生装置の負荷変動時における負荷トルクの動作波形図(イ)同、負荷角の動作波形図(ウ)同、電圧シフト位相の動作波形図(A) Same as above, (a) Same as above, (B) Same as above, (C) Same as above, (C) Same as above, (C) Same as above, Same as above (ア)同、動力発生装置の位相シフト手段の特性を逆とした場合の負荷変動時における負荷トルクの動作波形図(イ)同、負荷角の動作波形図(ウ)同、電圧シフト位相の動作波形図(A) Same as above, (a) Same as above, (A) Same as above, (A) Same as above, (C) Same as above, (C) Same as above, Operation waveform diagram 本発明の実施の形態2における動力発生装置のブロック図Block diagram of a power generation device according to Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態3におけるヒートポンプ装置のブロック図Block diagram of a heat pump apparatus in Embodiment 3 of the present invention 従来の動力発生装置のブロック図Block diagram of a conventional power generator 同、動力発生装置のトルクと負荷角δのグラフSame as above, graph of power generator torque and load angle δ (ア)同、動力発生装置の負荷トルクの動作波形図(イ)同、負荷角の動作波形図(A) Same as above, Operation waveform diagram of load torque of power generator (I) Same as above, Operation waveform diagram of load angle

符号の説明Explanation of symbols

102a、102b、102c、102d 永久磁石
105、106、107 巻線
108 電動機
110、129 インバータ回路
111、131 発振手段
113 位相シフト手段
135 速度設定手段
155 動力発生装置
156 圧縮機
157 冷媒
161、163 熱交換器
102a, 102b, 102c, 102d Permanent magnet 105, 106, 107 Winding 108 Electric motor 110, 129 Inverter circuit 111, 131 Oscillating means 113 Phase shift means 135 Speed setting means 155 Power generator 156 Compressor 157 Refrigerant 161, 163 Heat exchange vessel

Claims (6)

永久磁石と巻線を備えた電動機と、前記電動機の速度に対応する周波数の信号を発生する発振手段を有し、前記巻線に交流電流を供給するインバータ回路を有し、前記インバータ回路は、前記電動機の負荷角の変動によって発生する過渡的な速度変動を吸収する方向に、前記発振手段の出力信号に対するインバータ回路出力電圧の位相を変化させる動力発生装置。 An electric motor having a permanent magnet and a winding; and an oscillating means for generating a signal having a frequency corresponding to the speed of the electric motor, and having an inverter circuit for supplying an alternating current to the winding; A power generator for changing a phase of an inverter circuit output voltage with respect to an output signal of the oscillating means in a direction to absorb a transient speed fluctuation generated by a fluctuation of a load angle of the electric motor. 永久磁石と巻線を備えた電動機と、前記巻線に交流電流を供給するインバータ回路を有し、前記インバータ回路は、前記電動機の速度に対応する周波数を出力する発振手段と前記発振手段の位相をシフトする位相シフト手段を有し、前記インバータ回路は、前記電動機に供給される無効電流が所定の値となるように、前記電動機に供給する電圧を制御するともに、前記巻線に供給する電圧位相を前記位相シフト手段の出力に応じた値とする動力発生装置。 An electric motor having a permanent magnet and a winding; and an inverter circuit for supplying an alternating current to the winding, the inverter circuit outputting a frequency corresponding to a speed of the electric motor, and a phase of the oscillating means And the inverter circuit controls the voltage supplied to the motor and the voltage supplied to the winding so that the reactive current supplied to the motor has a predetermined value. A power generation device that sets the phase to a value corresponding to the output of the phase shift means. 位相シフト手段は、電動機に供給する電圧が高いほど、進相させる請求項2記載の動力発生装置。 The power generation device according to claim 2, wherein the phase shift means advances the phase as the voltage supplied to the electric motor is higher. 発振手段は、電動機に供給する有効電流が所定値となるように出力周波数を制御する請求項2記載の動力発生装置。 The power generation device according to claim 2, wherein the oscillating means controls the output frequency so that the effective current supplied to the electric motor becomes a predetermined value. 電動機の速度の設定値を出力する速度設定手段を有し、発振手段の出力周波数が、前記速度設定手段の出力と等しくなるように、有効電流の所定値を変化させる請求項4記載の動力発生装置。 5. The power generation according to claim 4, further comprising speed setting means for outputting a set value of the speed of the electric motor, wherein the predetermined value of the effective current is changed so that the output frequency of the oscillation means becomes equal to the output of the speed setting means. apparatus. 請求項1から5のいずれか1項に記載の動力発生装置を有する圧縮機と、冷媒と、熱交換器を有し、前記動力発生装置は前記冷媒を圧縮し、前記熱交換器は前記冷媒により熱交換を行うヒートポンプ装置。 A compressor having the power generation device according to any one of claims 1 to 5, a refrigerant, and a heat exchanger, wherein the power generation device compresses the refrigerant, and the heat exchanger includes the refrigerant. A heat pump device that exchanges heat.
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